研究有機材料的晶體結構使得技術和我們對材料世界的科學理解取得了重大進展。最近,來自東京工業(yè)大學的研究團隊,包括福島孝義教授,開發(fā)出一種具有驚人和前所未有特性的新型有機材料。
他們設計了一種手性三亞苯衍生物。手性化合物具有兩種對映體,其結構彼此成鏡像,就像你的左手和右手一樣。當加熱并冷卻時,其對映體首先表現(xiàn)得像液體,但隨后自組裝成更高級的結構,產(chǎn)生意想不到的結果。通過X射線衍射技術,該團隊確定手性化合物自發(fā)形成2D片材(看起來像人字形織物),然后將其自身堆疊成有序晶體的周期性3D結構。
該手性化合物最令人驚訝的方面是,當液滴放置在垂直基底上并由于重力而滑動時,隨著液滴滑動和旋轉(zhuǎn),有序結構得以保留。雖然這種意外行為的原因尚未完全公開,但這種新材料可能能夠在滑動時自行恢復其結構順序,因為它具有液體狀和類似晶體的特性。此外,該團隊發(fā)現(xiàn)所用化合物的手性決定了旋轉(zhuǎn)滑動是順時針還是逆時針。福島教授說:“這種液滴的宏觀運動可以通過結合到分子側(cè)鏈中的小點手性來控制這一事實令人驚訝。”
能夠長期保持其結構特性的材料將具有很高的需求,因為它們可能在電子和光學等領域具有潛在的應用。“我們的分子組裝的有趣行為擴展了我們對軟材料結構形成,運動性和相位的基本理解,”福島教授總結道。這些研究結果對于試圖闡明有機材料特性的科學家來說應該是有趣和鼓舞人心的,從而加深了我們對軟材料結構有序性的理解,進而導致納米技術的重大進步。