东工大发现既非晶体也非液晶,更非液体的新物质形态

新技术 2019年01月31日
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东京工业大学的研究人员发现了一种手性分子会自发形成具有单晶体规则结构的液滴,而且能在不破坏结构顺序的情况下单向旋转并流动。研究人员设计了侧链带手性酯基的三亚苯衍生物,调查了其相变动作和聚集的构造,发现该物质的中间相层叠了由独具特色的人字形结构的二维薄膜,形成了像单晶体一样的三维结构。

利用分子的自发聚集可以制作纳米级物质,但极难实现高性能有机材料所需的数毫米~数厘米级的超长距离结构顺序。一般来说,单晶体具有坚固的多面体形状,但这种新物质的形状类似液滴,而且具有流动性,表现出了结构特性与运动性相矛盾的性质。另外,在重力作用下,该液滴状物质可以在维持结构顺序的同时,一边单向旋转一边向下流动。研究人员通过精密的分析发现,这种单向旋转流动的特性是通过分子的手性实现的。

东工大发现既非晶体也非液晶,更非液体的新物质形态

图1:(a)手性三亚苯的分子结构、(b)液滴中的分子聚集结构及(c)基板上的液滴内部的分子聚集结构

该研究由东工大与日本的高能加速器研究机构、理化学研究所、东北大学、JEOL Resonance公司和东京大学等的研发小组联合进行。

研究论文发表在英国时间1月21日16时发行的期刊《自然材料》(Nature Materials)上。

文 JST客观日本编辑部

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