「前沿技術」膠體晶體中的類電子

2020-09-03 藍海星智庫

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受美國空軍科學研究署、海軍研究署資助，美國西北大學在DNA-納米顆粒綴合物膠體晶體中，當納米顆粒足夠小時，綴合物會表現出類似電子的行為。

膠體晶體由膠體顆粒組裝而成，內部不存在獨立的類電子粒子。人們已用DNA修飾的顆粒設計了具有不同對稱性、晶格參數和晶體性質的膠體晶體，但內部也沒有實現獨立的類電子。西北大學研究人員分析了DNA膠體晶體中DNA-納米顆粒綴合物的行為，發現當顆粒直徑小於1.5nm時，相互排斥的大尺寸綴合物（直徑約10nm）可形成穩定晶格，此時尺寸較小的綴合物表現出類似電子的行為。利用電子顯微鏡、同步輻射小角X射線散射的觀察結果，結合精確分子動力學模擬發現：在不同密度的互補DNA功能化納米顆粒混合物中存在雜化現象；較大的綴合物不能單獨形成晶體，只有存在小的綴合物時才能形成晶體，這與金屬結構類似；降低溫度時，小的綴合物會聚集到特定位置，產生類似金屬-絕緣體轉變現象。

這種膠體晶體為製備金屬間化合物提供了新途徑，相關方法還可用於製備新型光學、電子、催化材料。

（藍海星）

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