包括紐約大學(xué)研究人員在內(nèi)的一支工程師團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)開發(fā)出了一種制造自組裝“膠體鉆石”（Colloidal Diamonds）的簡便方法。據(jù)悉，膠體是懸浮在流體中的顆粒混合物。與分為溶質(zhì)和溶劑的溶液不同，膠體組合不會(huì)發(fā)生溶解，而是兩者保持相對(duì)獨(dú)立的相態(tài)。在某些情況下，可以促使這些粒子鏈接成各種晶體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而用于光學(xué)設(shè)備的制造。

不同膠體形態(tài)的3D模型

問題在于，基于傳統(tǒng)方法的自組裝“膠體晶體”難以批量制造，但新工藝有助于制造更優(yōu)異的光學(xué)器件。

通過與每個(gè)顆粒相連的“DNA鏈”，當(dāng)它們?cè)谝后w中漂浮時(shí)，該鏈也能夠以特定的方式連接，同時(shí)維持顆粒的特定結(jié)構(gòu)。

通過改變“DNA鏈”在例子上的附著位置，還可衍生出膠體立方、線、金字塔等結(jié)構(gòu)，只是“鉆石態(tài)”仍難以捉摸。

膠體通過“DNA鏈”聚到一起

想要構(gòu)成菱形，粒子需要以交錯(cuò)形式粘向一處，但它們通常不具有這樣的選擇性。反之，它們的“DNA鏈”只會(huì)黏在能碰到的任何東西上。

慶幸的是，在這項(xiàng)新研究中，紐約大學(xué)（NYU）、法國科學(xué)研究中心（CNRS）和韓國成均館大學(xué)的研究人員們，已經(jīng)找到了可使之形成“鉆石態(tài)”的新方法。

“鉆石膠體”的微觀圖像

新工藝的訣竅始于金字塔結(jié)構(gòu)，接著以交錯(cuò)形式彼此互鎖。之后即便排出了液相，這些晶體仍能夠保持結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定，這點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用上顯得尤為重要。

研究團(tuán)隊(duì)指出，這種特殊的安排，或在光子學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用，比如用于光波導(dǎo)、濾波器、激光諧振器等組件的制造。

用“DNA膠水”聚在一起的鉆石態(tài)膠體

據(jù)悉，在光子學(xué)中，光可替代電路部分。作為對(duì)比，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)仍屬于“電子”設(shè)備。具有新結(jié)構(gòu)的自組裝“鉆石膠體”，顯然更易于批量生產(chǎn)，從而加速光子技術(shù)的發(fā)展。

有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《自然》（Nature）期刊上。

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