神奇！納米顆粒自組裝得到新的準晶體材料

準晶體材料是由化學家丹·謝克特曼（Dan Shechtman）在20世紀80年代首次發現的。2011年，謝克特曼因這一發現而獲得了諾貝爾獎。晶體的有序結構是重復出現的，準晶體的有序結構卻不具有重復性。準晶體還具有在普通晶體中不存在的對稱性——準晶體具有的5倍、10倍或12倍對稱，這在普通晶體中是“完全禁止”的。

首種發現的準晶體材料為金屬合金。這類材料已經用于制作煎鍋的不粘涂層和外科設備的防腐涂層；但是人們對新型準晶體材料，尤其是自組裝納米顆粒構成的材料的興趣卻遠不止如此。《科學》（Science）雜志2018年12月20日報道，準晶體材料家族有了新成員。美國布朗大學（Brown University）的研究人員發現了一種由單一類型的納米顆粒構建塊自組裝而成的準晶體超晶格。這是研究人員首次對由單一成分構成的準晶體超晶格進行觀察。其結果可為準晶體的結構形成提供新的見解。布朗大學化學助理教授、論文第一作者陳歐說:“雖然科學家已經通過數學和計算機模擬對單組分準晶體晶格進行了預測，但在此之前并無實驗室證明。我們得到的是一種全新類型的準晶體，并且已經找到了制備它的規則，這將對準晶體結構的研究產生深遠影響。”

利用透射電鏡，研究人員展示了粒子組裝成的離散型十邊形及其構成的具有10倍旋轉對稱的準晶格。通過分析準晶體的結構，研究人員發現了形成準晶體的新規則，他們稱之為“柔性多邊形平鋪規則”。陳歐認為，這一規則將有助于準晶體結構的深入研究，并為材料科學、化學、數學甚至藝術設計提供新信息。