研究有機(jī)材料的晶體結(jié)構(gòu)使得技術(shù)和我們對(duì)材料世界的科學(xué)理解取得了重大進(jìn)展。最近，來自東京工業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)，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(jī)材料。

他們?cè)O(shè)計(jì)了一種手性三亞苯衍生物。手性化合物具有兩種對(duì)映體，其結(jié)構(gòu)彼此成鏡像，就像你的左手和右手一樣。當(dāng)加熱并冷卻時(shí)，其對(duì)映體首先表現(xiàn)得像液體，但隨后自組裝成更高級(jí)的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生意想不到的結(jié)果。通過X射線衍射技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)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(jié)構(gòu)。

該手性化合物最令人驚訝的方面是，當(dāng)液滴放置在垂直基底上并由于重力而滑動(dòng)時(shí)，隨著液滴滑動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，有序結(jié)構(gòu)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(dòng)時(shí)自行恢復(fù)其結(jié)構(gòu)順序，因?yàn)樗哂幸后w狀和類似晶體的特性。此外，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)所用化合物的手性決定了旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)是順時(shí)針還是逆時(shí)針。福島教授說：“這種液滴的宏觀運(yùn)動(dòng)可以通過結(jié)合到分子側(cè)鏈中的小點(diǎn)手性來控制這一事實(shí)令人驚訝。”

能夠長期保持其結(jié)構(gòu)特性的材料將具有很高的需求，因?yàn)樗鼈兛赡茉陔娮雍凸鈱W(xué)等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用。“我們的分子組裝的有趣行為擴(kuò)展了我們對(duì)軟材料結(jié)構(gòu)形成，運(yùn)動(dòng)性和相位的基本理解，”福島教授總結(jié)道。這些研究結(jié)果對(duì)于試圖闡明有機(jī)材料特性的科學(xué)家來說應(yīng)該是有趣和鼓舞人心的，從而加深了我們對(duì)軟材料結(jié)構(gòu)有序性的理解，進(jìn)而導(dǎo)致納米技術(shù)的重大進(jìn)步。