Nature: 新突破—— 一种新方法制备Penrose结构单层准晶体

【引言】

Penrose五角形P2准晶体结构是一种组织分层，有趣的多尺度结构，并且在较大长度尺度上可以组成更加复杂的超结构。尽管已经在硬质和软质物质中观察到某些类型的准周期性结构，但是这种结构难以设计，尤其是在大面积区域，因为在组成构件之间产生必要的，高度特异性的相互作用是具有挑战性的。

【成果简介】

加州大学洛杉矶分校Thomas G. Mason（通讯作者）以及第一作者Wang PoYuan在Nature发表一篇题为"A Brownian quasi-crystal of pre-assembled colloidal Penrose tiles''的文章。本文通过高度可平行化的平板印刷方法，随后将预组装的风筝和镖形结构释放到含有耗尽剂的溶液 - 分散体中。准晶体内的结构的位置和取向可以波动，并且即使在系统达到平衡之后，由于相邻结构之间的频繁碰撞，这些结构在单层中经历随机的布朗运动。使用光学显微镜，研究了高结构密度下系统的平衡波动以及结构密度降低时图案的“熔化”。在高结构密度下，五倍液体准晶相的特征，类似于六倍六角形液晶。并且预估计用于生成光刻预组装单分子层的方法可以扩展到通过全息光刻或立体光刻技术创建具有定制设计形状的三维布朗系统的波动粒子。

【图文导读】

图一 创建单层波动布朗式准晶体移动彭罗斯风筝和飞镖结构

图二 释放后，有序Penrose风筝和飞镖结构的熵重组为波动的液体准晶体单层

图三 动力学和超结构取向对相关函数

图四 无限制波动准晶体的熵熔动力学

文献链接：A Brownian quasi-crystal of pre-assembled colloidal Penrose tiles(Nature, 2018, DOI: /10.1038/s41586-018-0464-9)

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