西北大学 信用:CC0公共领域 它不是电子
但它确实像一个
西北大学的研究人员有了一个奇怪而惊人的发现，用胶体晶体中的脱氧核糖核酸制造的纳米粒子——当非常小的时候——表现得就像电子一样
这一发现不仅颠覆了当前公认的物质概念，也为材料设计的新可能性打开了大门
“我们以前从未见过这样的事情，”西北大学的莫妮卡·奥维拉·德拉克鲁兹说，她通过计算工作进行了最初的观察
“在我们的模拟中，粒子看起来就像轨道上的电子
" 随着这一发现，研究人员引入了一个新的术语“金属性”，指的是电子在金属中的移动性
在胶体晶体中，微小的纳米粒子就像电子一样四处游走，充当胶水将材料粘在一起
领导这项实验工作的西北大学的查德·米尔金说:“这将使人们以一种新的方式思考问题。”
“这将导致各种各样的材料，这些材料具有前所未有的惊人特性
这些特性可能会在光学、电子学甚至催化领域带来各种新技术
" 这篇论文将于6月21日星期五发表在《科学》杂志上
奥拉·德拉·克鲁兹是西北大学麦考密克工程学院材料科学与工程的泰勒律师教授
米尔金是乔治·布什
西北大学温伯格文理学院的拉特曼化学教授
米尔金的团队此前发明了用脱氧核糖核酸构建胶体晶体的化学方法，这为材料设计创造了新的可能性
在这些结构中，脱氧核糖核酸链充当了一种智能胶水，以晶格模式将纳米粒子连接在一起
“在过去的20年里，我们已经找到了如何制造各种晶体结构的方法，在这些晶体结构中，脱氧核糖核酸有效地将粒子带走，并将它们精确地放置在晶格中它们应该去的地方，”国际纳米技术研究所的创始主任米尔金说
在这些先前的研究中，粒子的直径在几十纳米的长度范围内
这些结构中的粒子是静态的，由DNA固定在适当的位置
然而，在目前的研究中，米尔金和奥尔维拉·德拉·克鲁兹将粒子缩小到1
在计算模拟中直径为4纳米
这就是奇迹发生的地方
“更大的粒子有数百条脱氧核糖核酸链将它们连接在一起，”奥拉·德拉·克鲁兹说
“小的只有4到8个接头
当这些连接断开时，粒子滚动并穿过晶格，将较大粒子的晶体聚集在一起
" 当米尔金的团队进行成像小粒子的实验时，他们发现奥尔维拉·德拉·克鲁兹的团队的计算观察被证明是正确的
因为这种行为让人想起电子在金属中的行为，研究人员称之为“金属性”
" “电子的海洋在金属中迁移，就像胶水一样，把一切都粘在一起，”米尔金解释道
“这就是这些纳米粒子变成的东西
微小的粒子变成了移动的胶水，把一切都粘在一起
" 奥拉·德拉·克鲁兹和米尔金下一步计划探索如何利用这些类电子粒子来设计具有有用特性的新材料
尽管他们的研究使用了金纳米粒子，奥尔维拉·德拉·克鲁兹说“金属性”适用于胶体晶体中的其他种类的粒子
“在科学中，发现一个新的属性真的很少，但这就是这里发生的事情，”米尔金说
“它挑战了我们思考建筑问题的整个方式
这是一项具有持久影响的基础性工作
"
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