버클리 캘리포니아 대학교 (University of California)의 연구원들이 이끄는이 팀은 중앙 지점에서 바깥쪽으로 방출되는 5 개의 삼각 영역으로 구성된이 파이와 같은 구조물의 자발적인 형성 뒤에 비밀을 발표했습니다. Nature Nanotechnology 저널에 발표 된 그들의 연구는이 독특한 자기 조립 행동을 주도하는 분자 상호 작용과 지오메트리의 상호 작용에 빛을 비추고 있습니다.
이 조립 과정의 주요 업체는 프탈로시아닌, 특히 구리 프탈로시아닌 (CUPC)으로 알려진 소형 유기 분자입니다. 이들 분자가 용매에 용해 된 다음 기질에 침착 될 때, 그들은 현저한 변형을 겪고, 고도로 정렬 된 "오각형 준결승"으로 자체 구성한다.
이러한 구조를 그렇게 매혹시키는 것은 번역 대칭없이 장거리 순서를 갖는 재료의 정유류와 유사합니다. 다시 말해, 이들 구조 내의 분자는 반복 패턴으로 배열되지만 전통적인 결정과 같은 정기적 인 방식은 아닙니다.
이 독특한 자기 조립의 원동력을 이해하기 위해 연구원들은 실험 기술과 이론적 모델링의 조합을 사용했습니다. 그들의 발견은이 행동을 담당하는 분자 상호 작용이 CUPC 분자들 사이의 매력적이고 반발력의 섬세한 균형을 포함한다는 것을 시사한다.
구체적으로, 프탈로시아닌의 강성 분자 구조 및 이웃 분자와 수소 결합을 형성하는 경향은 이러한 고도로 조직화 된 패턴의 형성에 기여한다. 이러한 상호 작용의 균형은 파이 조각과 유사한 5 개의 별개의 도메인의 출현을 초래합니다.
이 팀은 또한 국유형 준결정의 크기가 용액에서 CUPC 분자의 농도를 조정함으로써 정확하게 제어 될 수 있음을 발견했다. 이 조정 성은 기능성 나노 물질 및 맞춤형 특성을 갖는 장치의 제조에 대한 흥미로운 가능성을 열어줍니다.
컵스 분자의 자발적 자기 조립은 오각형 정적 결정으로 복잡한 분자 상호 작용이 어떻게 복잡하고 아름다운 나노 스케일 구조를 야기 할 수 있는지에 대한 놀라운 예를 제공합니다. 이 연구의 결과는 기본적인 자기 조립 프로세스에 대한 우리의 이해를 확대 할뿐만 아니라 전자 제품, 광학 및 기타 기술 분야에서 잠재적 인 응용 프로그램을 갖춘 새로운 재료의 설계 및 엔지니어링을위한 길을 열어줍니다.
