(資料圖片僅供參考)
科技日報實習記者 張佳欣
據最新一期《自然》雜志報道，美國西北大學研究人員發現了膠體晶體的一種不為人知的特性，即高度有序的納米顆粒三維陣列。
該團隊設計了具有互補DNA鏈的膠體晶體，并發現脫水會使晶體皺縮，從而破壞DNA氫鍵。但當研究人員加水時，晶體會在幾秒鐘內反彈到原始狀態。
這項新研究描述了膠體晶體結構改變后發生的形狀記憶，這種記憶在其他類型的晶體中是無法獲得的。作為對外界刺激的反應，這些新材料的可逆結構變化可能導致相關的動態功能變化，使其能在化學和生物傳感、光學和柔性機器人方面派上用場。
研究人員稱，變形后的晶體在分解后會有完全不同的性質。但DNA會回溯它的步驟。“想象一下，如果一所房子被颶風摧毀了，但風暴過去后，每一根釘子和木板都回到了原來的位置，這基本上等同于這些晶體在納米尺度上所發生的事情”。
這種新特性是一種“具有形狀記憶的超彈性”，它由粒子相互連接的DNA的特定序列控制，并影響物體的結構和可壓縮性。由于晶體的可塑性，它可分解，然后又重新結合在一起。這些晶體的形狀記憶特性可用在微型流體設備的流量傳感器以及化學和生物分子的檢測器中，也可能用于制造能夠承受異常損傷并反彈到原始狀態的材料。
研究人員說：“這些晶體中的DNA代碼引導它們回到原來的狀態。這種能力可幫助控制化學反應和創造新的光開關類別，其中‘開’是傳統的晶體，而‘關’是變形的晶體，由流量和力的微小變化觸發。”
