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[交流] 新方法可制造自然界没有的全新晶体 已有6人参与

新方法可制造自然界没有的全新晶体
发布时间: 2011-10-15  |   作者:常丽君
http://www.stdaily.com 2011年10月15日 来源: 科技日报 作者: 常丽君
    本报讯(记者常丽君)据美国物理学家组织网10月14日(北京时间)报道,美国西北大学开发出一种新方法,将纳米粒子作为“原子”,DNA(脱氧核糖核酸)作为“化学键”,按照某些自然界晶体中的原子晶格方式来制造晶体,能制出甚至原先在自然界没有的全新晶体。按照该方法和基本设计规则,人们可能造出多种新材料,用于催化剂、电子设备、光学设备、生物医学和发电、储存及转化技术等领域。该研究发表在10月14日的《科学》杂志上。

    “我们能控制结晶的模式,这在许多方面比自然界和实验室的原子结晶方式更加强有力。”领导该项研究的西北大学国际纳米技术研究院主管、温伯格文理学院化学教授乍得·米尔金说,“我们正在编制一张新的晶体种类周期表。按照设计规则,用纳米粒子作为‘人造原子’,通过控制纳米粒子的大小、形状、类型及其在既定晶格中的位置,改变DNA的长度,就产生了几乎无限的可调性。我们能制造出全新的材料,超出自然界所限定的那些晶体。”

    研究人员解释说,用不同大小的纳米粒子和不同长度的DNA链组合,就能形成各种各样的晶体结构。经过混合和加热,组装的粒子从最初的无序状态转变为一种有序状态,每个粒子都按照晶格结构固定在各自的位置。他们在论文中提出了6种设计规则,在粒子大小和DNA长度已知时,能预测不同晶体结构的相对稳定性,并按照规则设计了41种晶体结构,表现出9种完全不同的晶体对称性。

    研究人员指出,设计规则提供了一种能独立调节每个相关晶体参数的方法,包括粒子大小(5—60纳米)、晶体对称性和晶格参数(20—150纳米),这41种晶体只是很小一部分样品。该方法也适用于各种化学成分的纳米粒子,粒子类型和其结构对称性决定着晶体的性质。在开发新材料方面,该方法提供了一种预测和控制材料物理性质的理想手段。

    米尔金认为,很快还将出现一种软件,帮助科学家挑选粒子和DNA,按照需要制造出几乎任意结构的晶体材料。

    总编辑圈点

    早在老祖宗晒制海盐时,人工制备晶体就已不是什么新鲜事。然而正如石墨、钻石两种晶体所揭示的,内部结构的些许差异,就可能让晶体的物理、化学性质截然不同。也正因为如此,科学家一直对如何控制晶体生长方式的热情毫不消减。与过去众多的控制手段相比,美国科学家的这项新发现似乎有些毕其功于一役的意味:既能提前预测晶体的生长结果,又有无限多种晶格结构可供选择,要定制一款特殊结构的晶体还是难事吗?

(科技日报)
责编:朱芙蓉
本篇文章来源于 科技网|www.stdaily.com
原文链接:http://www.stdaily.com/kjrb/content/2011-10/15/content_356778.htm
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lijunjie84

版主 (职业作家)

隐者

优秀版主

求文章!
2楼2011-10-15 17:36:16
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juzi121

金虫 (正式写手)


小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖
好东西啊,楼主分享一下啊,呵呵
简简单单,活在自己幸福的世界里,幸运的是一直有好多的人关心我疼爱我
3楼2011-10-15 20:48:20
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guojialh

至尊木虫 (知名作家)

好东东,
4楼2011-10-16 08:44:00
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xhtangxh

木虫 (著名写手)

有木有虫


小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖
Nanoparticle Superlattice Engineering with DNA
Robert J. Macfarlane, Byeongdu Lee, Matthew R. Jones, Nadine Harris, George C. Schatz, and Chad A. Mirkin
Science 14 October 2011: 204-208.
5楼2011-10-16 10:39:53
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ztiger198600

木虫 (正式写手)

认真学习
6楼2011-10-16 17:01:49
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wcj668899

至尊木虫 (文坛精英)

教师


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
思路好!前景远大!楼主辛苦!向您学习!!顶!!
抓紧努力,狠抓重点,省时高效,再创辉煌。
7楼2013-06-15 08:37:52
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