纽约大学的一个研究小组发明了一种新方法,即通过观察晶体内部结构来观察晶体,类似于使用 X 射线观察。他们的新技术被恰当地命名为“水晶透明”,结合使用透明粒子、显微镜和激光,使科学家能够看到组成晶体的每个单元,并创建动态三维模型。
“这是一个研究晶体的强大平台,”纽约大学化学教授、这项研究的首席研究员 Stefano Sacanna 表示,这项研究发表在《自然材料》杂志上。“以前,如果你通过显微镜观察胶体晶体,你只能了解它的形状和表面结构。但现在我们可以看到内部,知道结构中每个单元的位置。”
原子晶体是一种固体材料,其构成单元以重复、有序的方式排列。有时,原子会缺失或移位,从而产生缺陷。原子和缺陷的排列形成了不同的晶体材料(从食盐到钻石),并赋予它们各自的特性。
为了研究晶体,包括萨卡纳在内的许多科学家都将目光投向了由微小球体(称为胶体粒子,而非原子)组成的晶体。胶体粒子非常小,直径通常约为一微米,比人类头发小几十倍,但比原子大得多,因此在显微镜下更容易看到。
透明结构
在他们正在进行的了解胶体晶体如何形成的工作中,研究人员认识到需要观察这些结构的内部。在 Sacanna 实验室博士生兼研究第一作者 Shihao Zang 的带领下,该团队着手创建一种方法来可视化晶体内部的构造块。他们首先开发了透明的胶体颗粒,并添加了染料分子来标记它们,这样就可以在显微镜下利用它们的荧光来区分每个颗粒。
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