维也纳大学 团簇晶体由被DNA分子包围的有机聚合物核心组成(右)
压在一起(左),它们同时表现出晶体和液体的特性
学分:维也纳大学纳塔莎·阿季奇 通过他们的研究努力,研究小组最终能够推翻一个直观的假设,即为了使两个物质粒子合并并形成更大的单位(即
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聚集体或簇),它们必须相互吸引
早在世纪之交,由维也纳大学的克里斯特斯·利科斯领导的一个软物质物理学家团队就基于理论考虑做出了预测,认为情况不一定如此
他们认为纯排斥粒子也可以形成团簇,只要它们是完全重叠的,并且它们的排斥满足一定的数学标准
从那时起,进一步的理论和计算工作已经证明,如果在外部压力下压缩,这种团簇以类似于传统材料如铜和铝的方式发展结晶顺序
简而言之,结晶有序表示所有粒子都有固定位置的周期性晶格结构
然而,与金属相反,形成团簇晶体的粒子是高度可移动的,并且不断地从一个晶格位置跳到下一个晶格位置
这赋予了这些固体类似于液体的性质
每个粒子都会在某个点出现在每个晶格位置
具有绒球状结构的粒子 事实证明,很难产生具有检测团簇晶体所必需的特征的粒子
然而,来自弗松赞特鲁姆·尤里奇的埃马纽埃尔·斯蒂卡基斯和他的同事们现在已经通过与来自维也纳的理论家和来自希根的聚合物化学家的密切合作成功地实现了这一目标
研究人员能够制造出具有绒球状结构的混合粒子
这些粒子的核心由有机聚合物组成,DNA分子附着在这些聚合物上,它们像绒球的线一样向各个方向突出
这种结构使得分子能够被相互推得更远,从而被充分压缩
同时,天然带电DNA成分的静电排斥和构建体中心聚合物的弱相互作用相结合,确保了必要的整体相互作用
“DNA特别适合我们的意图,因为由于沃森-克里克碱基配对机制,它可以相对容易地组装成所需的形状和大小
在forschunszentrum jülich的生物信息处理研究所进行研究的Stiakakis解释说:“结合聚合物核心,混合粒子的形状和排斥力可以被微调,不同的变化可以相对快速地产生。”
拥有博士学位的物理学家
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在物理化学领域长期以来一直使用这些螺旋分子来研究自组装软物质的各个方面
“经过广泛的努力,通过应用大量的实验方法,包括生物化学合成和表征,以及X射线散射和光散射,我们现在已经能够成功地结束20多年来对团簇晶体的搜索,”一位高兴的Likos说
维也纳大学物理系的理论物理学家现在预计会发现物质的进一步复杂状态,这将由新的大分子聚集体形成
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