Nature: 新突破—— 一種新方法制備Penrose結構單層準晶體

【引言】

Penrose五角形P2準晶體結構是一種組織分層，有趣的多尺度結構，并且在較大長度尺度上可以組成更加復雜的超結構。盡管已經在硬質和軟質物質中觀察到某些類型的準周期性結構，但是這種結構難以設計，尤其是在大面積區域，因為在組成構件之間產生必要的，高度特異性的相互作用是具有挑戰性的。

【成果簡介】

加州大學洛杉磯分校Thomas G. Mason（通訊作者）以及第一作者Wang PoYuan在Nature發表一篇題為"A Brownian quasi-crystal of pre-assembled colloidal Penrose tiles''的文章。本文通過高度可平行化的平板印刷方法，隨后將預組裝的風箏和鏢形結構釋放到含有耗盡劑的溶液 - 分散體中。準晶體內的結構的位置和取向可以波動，并且即使在系統達到平衡之后，由于相鄰結構之間的頻繁碰撞，這些結構在單層中經歷隨機的布朗運動。使用光學顯微鏡，研究了高結構密度下系統的平衡波動以及結構密度降低時圖案的“熔化”。在高結構密度下，五倍液體準晶相的特征，類似于六倍六角形液晶。并且預估計用于生成光刻預組裝單分子層的方法可以擴展到通過全息光刻或立體光刻技術創建具有定制設計形狀的三維布朗系統的波動粒子。

【圖文導讀】

圖一 創建單層波動布朗式準晶體移動彭羅斯風箏和飛鏢結構

圖二?釋放后，有序Penrose風箏和飛鏢結構的熵重組為波動的液體準晶體單層

圖三?動力學和超結構取向對相關函數

圖四 無限制波動準晶體的熵熔動力學

文獻鏈接：A Brownian quasi-crystal of pre-assembled colloidal Penrose tiles(Nature, 2018, DOI:?/10.1038/s41586-018-0464-9)

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