蔚山国家科学技术研究所 图1
推测机制方案:聚合物(蓝色)和结晶物质(绿色)争夺共享溶剂(灰色)
当没有剪切流时(左)，足以使缠结的聚合物溶剂化的溶剂量低于使被剪切流分离的聚合物溶剂化的溶剂量(右)
解缠结的聚合物从结晶物质的分子中“窃取”了这种额外的溶剂，导致这些分子附着在附近的晶体上(两个图中的紫色箭头都指向同一个粒子)
橙色箭头表示平均剪切流情况下的流体速度矢量场
荣誉:麻省理工学院巴托兹·葛兹博斯基教授 彻底检查候选药物特性的过程对于获得新药的机构批准至关重要，因为新药需要高质量的晶体学数据
事实上，从各种物质中生长出高质量的大晶体对于这种过程和分析有着特殊的用途
最近的一项研究，隶属于UNIST，介绍了一种新的晶体生长方法，这种方法可以使晶体生长速度提高10倍
由杰出的巴托兹·葛兹博夫斯基教授(自然科学学院)领导的一个国际联合研究小组已经证明，在聚合物(最好是多离子液体)存在的情况下，各种类型的晶体在普通溶剂中恒温生长，搅拌时比静止时大得多，速度也快得多
这推翻了机械干扰(如碰撞、漩涡或振动)会干扰大而高质量晶体生产的观点
结晶方法通常始于形成高质量的籽晶，用于生长大的单晶
因此，生产合适尺寸的高质量晶体是整个晶体结构过程中最重要的一步
为了更快地获得适当尺寸和高质量的晶体，重要的是促进奥斯特瓦尔德熟化、较小颗粒的溶解过程和以较小颗粒为代价的较大颗粒的生长
众所周知，晶体生长容器的机械扰动会产生大量非常小的晶体，而不是少量的大晶体
这就阻碍了大单晶的生长
图2
离子聚合物存在下钽晶体的剪切增强生长
荣誉:麻省理工学院巴托兹·葛兹博斯基教授 然而，研究小组在含有多离子液体的生长溶液中观察到了相反的现象
一般认为只有在未受干扰的溶液中才能生长大晶体，因此通过剧烈搅拌获得大晶体似乎是不正常的
进一步的研究表明，在多离子液体存在的情况下，搅拌可以促进各种物质的晶体生长，包括各种有机分子、无机盐、金属有机络合物和一些蛋白质
为了更好地理解这一机理，研究小组进行了一系列结晶实验，将搅拌方法应用于含有多离子液体的生长溶液
他们的结果表明，平均晶体尺寸随时间增长的速率比奥斯特瓦尔德熟化的典型速率至少快一个数量级
此外，生长速率与搅拌速度和聚合物链分子的长度成正比
总共测试了大约20种不同的物质，产生晶体的速度比传统的晶体生长方法快得多
“重要的是，与常规生长的晶体相比，在多离子液体存在下通过搅拌实现的这种生长加速对晶体质量没有损害，这是通过x光衍射图的晶体质量来评估的，”研究小组说
他们的发现得到了学术界的极大关注，作为一种通过新的物理现象而不是现有的奥斯特瓦尔德熟化来促进结晶的机制
“这种由剪切驱动的封闭系统、恒温结晶可能是晶体生长技术的一个有价值的补充，能够加速材料和制药工业所需的晶体生长，”杰出的教授格里鲍斯基说
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