來(lái)自紐約大學(xué)、哈佛大學(xué)和陶氏化學(xué)公司的研究人員首次研制出一種新型微粒材料，該微粒子可以像原子一樣進(jìn)行自我聚合后形成分子。這種可以按預(yù)設(shè)模型形成分子結(jié)構(gòu)的新粒子，對(duì)于制造先進(jìn)的光學(xué)材料和制陶業(yè)等具有重大意義。

      日常生活中常用的油漆、牛奶、膠制品、玻璃和瓷器等皆屬于膠體分散系，但用它們創(chuàng)造出新材料的潛力則尚待開(kāi)發(fā)。由化學(xué)家、化學(xué)工程師和物理學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)，選擇這些游懸于液態(tài)媒介中膠體的特征及其構(gòu)造優(yōu)化作為研究對(duì)象。

      過(guò)去，科學(xué)家已經(jīng)用膠體成功地建造出一些基本結(jié)構(gòu)，但使用膠體設(shè)計(jì)和組裝復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的能力則難以進(jìn)一步提高，這種三維結(jié)構(gòu)對(duì)于設(shè)計(jì)高級(jí)光學(xué)材料是非常重要的。部分原因是膠質(zhì)之間缺乏直接的關(guān)聯(lián)，因?yàn)檫@種關(guān)聯(lián)不僅對(duì)于控制粒子的相互組合很有必要，而且對(duì)于保持組合后的結(jié)構(gòu)完整也很重要。

      “我們選擇的方法目的是使用原子的自然屬性，再把它們應(yīng)用到膠體世界中。”項(xiàng)目主要參與者、紐約大學(xué)化學(xué)教授馬庫(kù)斯?維克介紹說(shuō)。

      為使用原子屬性開(kāi)發(fā)膠體，研究人員設(shè)計(jì)出一種類(lèi)似電腦程序中使用的化學(xué)“補(bǔ)丁”，此“補(bǔ)丁”能產(chǎn)生方向綁定物，該綁定物利用粒子之間的少許聯(lián)系組合成三維網(wǎng)絡(luò)，這也是許多先進(jìn)材料設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要因素。若沒(méi)有方向綁定物，形成的結(jié)構(gòu)將不會(huì)穩(wěn)定。

      研究人員通過(guò)使用DNA單鏈，在“補(bǔ)丁”上確立了綁定能力，紐約大學(xué)的科學(xué)家過(guò)去曾用這種DNA單鏈組織過(guò)小粒子。這些DNA鏈充當(dāng)“黏性末端”，而粒子“補(bǔ)丁”則附著其上。

      “這意味著我們不僅能夠讓某些粒子附著在補(bǔ)丁上，而且能夠?qū)λ鼈冞M(jìn)行編制，所以只有某些特殊種類(lèi)的粒子可以附著在這些補(bǔ)丁上。”紐約大學(xué)物理學(xué)教授大衛(wèi)?帕因解釋說(shuō)，“這給我們?cè)O(shè)計(jì)三維結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了巨大的靈活性?！?/P>

      新研制出的這種微粒大小只有人頭發(fā)絲直徑的百分之一，它們可以自發(fā)地將自己聚集在一起，像普通原子一樣形成分子。

      研究人員補(bǔ)充說(shuō)，“補(bǔ)丁”之間DNA相互作用的特殊性意味著具有不同特性（如大小、顏色、化學(xué)功能和導(dǎo)電性等）的膠體，能夠產(chǎn)生新的材料產(chǎn)品。它們的潛在用途包括使用三維電線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)或光學(xué)晶體，增強(qiáng)許多消費(fèi)產(chǎn)品的光顯示功能，以及改善計(jì)算機(jī)芯片的速度等。

      該研究成果發(fā)表于最新一期的《自然》雜志上。