结晶是指在自然、生物和人工系统中,原子或分子集结成高度有序的固体晶体。然而,在有限空间中的结晶,如病毒蛋白质外壳的形成,人们知之甚少。研究人员正试图控制在有限空间内形成的最终晶体的结构,以获得具有所需特性的晶体,这需要对结晶过程有全面的了解。
日本工业科学研究所、东京大学和复旦大学的一个研究小组由田中hajime和Peng Tan领导,杏耀代理开户他们用胶体的一个小液滴作为球体中单个原子或分子的模型。胶体是液体粒子在另一种液体中的分散,比如牛奶。不像单个原子或分子太小,不容易观察到,胶体粒子大到可以用显微镜观察到。这使得研究人员能够实时跟踪结晶过程中单个粒子的顺序。
“我们可视化了在不同条件下,胶体粒子在无数水滴中的组织过程,从而提供了一个球体中结晶过程的图像,”谭说。
根据他们的观察,研究小组提出结晶过程包括三个阶段:液滴表面“表皮”的初始排序,在液滴核心的成核和生长,然后整个结构的缓慢成熟。首先,液滴表面迅速形成了由单层有序胶体粒子组成的表皮。接下来,结晶发生在液滴的核心,远离结晶皮肤。这两个区域的结晶竞争控制了最终晶体的结构。
研究人员发现,带负电荷的胶体粒子之间的“软的”(远距离的)相互作用影响了它们的组织和由此产生的晶体结构。这些软的相互作用是由动力学主导的,也就是说,形成最快的相互作用,而不是那些用最少的能量来给出热力学稳定结构的相互作用,说明动力学在有限空间的结晶中起着重要的作用。人们已经知道,热力学对晶体的最终结构有很大的影响。该团队的发现证实了动力学也是不可或缺的,进一步加深了我们对有限空间结晶的认识。
田中解释说:“这项研究加深了我们对几何约束系统结晶过程的理解,使研究人员更接近于实现在非常小的规模下晶体的可控生长。”
对受限体系中晶体形成过程的详细了解可以使晶体具有设计的结构,
杏耀娱乐好不好 ,杏耀注册例如用于特定电子应用的纳米颗粒,得到,使研究人员更有能力控制有价值材料的结构和特性。