随着光刻等传统自上而下的方法在创建纳米结构方面达到极限,科学家们正在将重点转向自下而上的策略。这种范式转变的核心是均匀软物质的自组装,这是一种新兴的技术,有可能在大规模范围内产生复杂的纳米图案
这些复杂的图案所起的作用远远超出了美学的范畴;它们是解锁先进超材料的关键,这些超材料能够以以前无法想象的方式操纵光和声音
2023年3月,华南理工大学的研究人员在《中国聚合物科学杂志》上发表了一篇综述文章,对复杂球形堆积超晶格的进展进行了广泛综述。这种对研究见解的全面整理揭示了复杂球形堆积超晶格的这些进步可能为改变我们的技术视野带来的广泛机遇
他们综述的核心是对均匀软质操纵方法的详细研究,特别强调了使柔性分子能够自组织成预定义的高度结构化超晶格的过程
通过分析调整这些分子相互作用条件的各种方法,作者讨论了十三个超晶格的不同光谱的工程。这些结构从简单、密集的结构到更精细、更复杂的配置,展示了尖端材料中的先进组织该综述强调了对组装过程的有条不紊的控制,利用软物质自组装的层次性,优化体积不对称性,同时战略性地使用大分子。所讨论的方法促进了超晶格阵列的形成,包括简单的体心立方(BCC)晶格以及更复杂的Frank Kasper和准晶相
该综述的特约研究员Stephen Z.D.Cheng教授评论道,“我们的综合分析不仅综合了超分子晶体领域的新科学概念,还巩固了创造超材料的基本原理。通过这些材料控制和操纵光、声音和其他物理行为的见解对各个行业都至关重要。”
这篇综述强调了软物质自组装产生纳米结构的能力,以前只有金属合金才能实现,这可能会带来变革性的技术进步。它提倡自下而上的制造技术的进步,能够创造出具有独特性能的材料,并促进未来技术发展的创新
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2025-05-13
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