水稻化学家发现四面体形纳米粒子受控生长的机制

休斯顿——(2021 年 10 月 21 日)——大自然显然喜欢对称。例如，看看你自己的手。但有时大自然会产生不对称的东西，原因并不总是很清楚。

莱斯大学化学家马修琼斯和他的团队一直在寻找有关有用纳米粒子的这些问题的答案——现在似乎有了答案。

琼斯、第一作者兼博士后研究员孙木华和研究生程志华和陈伟银的一项新研究证明了粒子生长过程中对称性破坏如何可靠地形成金字塔形金四面体纳米晶体。

在对称破缺中，发展中系统的小波动决定了系统的命运。在这种情况下，它适用于从以对称原子晶格开始的纳米级种子晶体的生长。

莱斯大学的研究人员展示了如何在结晶过程中平衡热力学和动力学力，从而使颗粒向所需方向倾斜生长。他们的发现也为使用不对称纳米粒子作为独特超材料的构建块开辟了道路。

化学学会期刊ACS Nano 上的这项研究源于琼斯帕卡德奖学金支持的工作，该奖学金于 2018 年获得资助，以帮助他进行液体细胞透射电子显微镜(TEM) 的研究。

琼斯和他的实验室开发的技术允许研究人员通过一个足够大的窗口观察液体中单个金属纳米粒子的形成，以允许电子通过。在一般使用中，透射电子显微镜在高真空下工作，并简单地蒸发暴露的液体。

研究人员指出，四面体形状的纳米粒子经常作为其他过程的副产品被发现，但在实验室中有意制造它们已被证明是一个挑战。

“如果一个粒子是单晶，它通常会继承晶格的对称性，”琼斯说。“而且晶体往往是高度对称的，如立方体或菱形十二面体或八面体。但是有些人看到了一些奇怪的异常值，它们神秘地比父晶格具有更低的对称性。”