密歇根大学 由弯曲的金-半胱氨酸纳米片制成，它们都向同一个方向扭曲，这种尖锐的纳米颗粒达到了最高的复杂度
它吸收紫外光，并在光谱的可见光部分发出扭曲的光
学分:江文峰，密歇根大学科托夫实验室 密歇根大学领导的一个国际团队已经生产出了比自然界中一些最复杂的微粒更复杂的合成微粒
他们还研究了这种复杂性是如何产生的，并设计了一种测量方法
这些发现为更稳定的流体和粒子混合物铺平了道路，如油漆，以及扭曲光线的新方法——全息投影仪的先决条件
这些粒子由扭曲的尖刺组成，排列成直径几微米或百万分之一米的球
生物学在纳米和微米尺度上是复杂性的伟大创造者，具有尖锐的结构，如植物花粉、免疫细胞和一些病毒
在新合成粒子的尺度上，最复杂的天然粒子是尖状的颗石藻
这种藻类直径只有几微米，以在自身周围建造复杂的石灰石外壳而闻名
为了更好地理解控制这类粒子生长的规则，科学家和工程师试图在实验室里制造它们
但是直到现在，还没有正式的方法来衡量结果的复杂性
约瑟夫·B·尼古拉斯·科托夫说:“数字主宰着世界，能够严格地描述尖尖的形状并赋予数字复杂性，使我们能够在设计纳米粒子时使用人工智能和机器学习等新工具。”
佛罗伦萨五世
该项目的负责人、U-M工程学院的塞伊卡教授
如果金-半胱氨酸纳米片被设计成保持平坦，结果是一个适度复杂的设计，研究人员称之为“皮划艇”粒子
学分:江文峰，密歇根大学科托夫实验室 该团队包括巴西圣卡洛斯联邦大学和圣保罗大学的研究人员，以及加州理工学院和宾夕法尼亚大学的研究人员，他们使用新的框架证明他们的粒子比颗石藻还要复杂
该团队的计算部门由联邦大学化学教授安德雷·法瑞斯·德·莫拉领导，研究了粒子的量子特性和作用于纳米结构单元的力
产生复杂性的关键因素之一可能是手性——在这种情况下，是顺时针或逆时针旋转的趋势
他们引入了手性，用一种叫做半胱氨酸的氨基酸包裹纳米金硫化物薄片，作为他们的粒子构件
半胱氨酸有两种镜像形式，一种顺时针方向推动金箔堆叠，另一种逆时针方向
在最复杂的粒子，一个有扭曲刺的尖球的例子中，每一片金箔都涂有相同形式的半胱氨酸
该团队还控制其他互动
通过使用扁平的纳米粒子，他们制造出了扁平而非圆形的尖刺
他们还使用带电分子来确保纳米尺度的成分由于排斥作用而形成更大的粒子，直径超过几百纳米
当扁平的金纳米片相互附着时，这些相对简单的粒子就出现了，没有几个相互冲突的限制
学分:江文峰，密歇根大学科托夫实验室 材料科学与工程和高分子科学与工程教授科托夫说:“这些定律经常相互冲突，复杂性出现是因为这些纳米粒子群体必须满足所有这些定律。”
这种复杂性可能是有用的
像花粉这样的粒子上的纳米级尖峰阻止了它们聚集在一起
类似地，研究小组在这些粒子上制造的尖峰帮助它们分散在几乎任何液体中，这种特性对于稳定固体/液体混合物(如油漆)是有用的
带有扭曲尖刺的微粒也会吸收紫外光，并发出扭曲的(或圆偏振的)可见光作为回应
“对这些排放物的理解是调查中最困难的部分之一，”德莫拉说
从实验和模拟的结果来看，似乎紫外线能量被吸收到粒子的中心，并通过量子力学相互作用进行转换，当它通过弯曲的尖峰离开时，变成了圆偏振的可见光
由球粒石藻产生的石灰石壳是自然界中这一尺度上最复杂的颗粒之一，比皮划艇颗粒更复杂，但没有尖尖的合成颗粒复杂
由mikrotax提供
（同organic）有机 研究人员认为，他们发现的策略可以帮助科学家设计粒子，改善生物传感器、电子学和化学反应的效率
这项研究的题目是“分层结构手性粒子中复杂性的出现”，发表在《科学》杂志上
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