환경, 살아있는 유기체 내 및 기술 전반의 유비쿼터스 형태의 물질 인 결정은 많은 경로를 따라 만들어집니다. 일부 결정은 개별 원자, 이온 또는 분자 (결정의 빌딩 블록)가 한 번에 하나씩 결정 표면에 추가되는 소위 "고전적인"메커니즘에 의해 용액으로부터 자랍니다.
.다른 사람들은 분자 클러스터 또는 미리 형성된 나노 입자와 같은보다 복잡한 개체의 조립을 통해 성장합니다. 단백질 또는 다당류와 같은 생물학적 거대 분자가 용액 혼합에 첨가 될 때, 형성 경로는 크게 변경 될 수있다. 첨가 된 거대 분자가 결정 학적 정렬로 조립되는 방식으로 나노 입자 상호 작용을 매개한다면, 결과는 종종 "mesocrystal"이라고하는 복합 구조입니다. Mesocrystals는 완벽한 단결정과 같은 여러 가지 방법으로 행동하지만 일반적으로 단일 결정과 관련된 단순한 기하학적 형태와 크게 다른 복잡한 형태를 가지고 있습니다. 또한, 그들은 성장하는 동안 나노 입자의 지속적인 첨가를 기록하는 것처럼 보이는 거친 표면을 나타냅니다.
새로운 연구는 이제 나노 입자 어셈블리에 일반적으로 발생하는 복잡한 형태가 부착이 가장 쉽게 달성되는 부위를 차단하여 공정을 차단하는 거시 분자 첨가제의 영향 하에서 단일 이온 첨가물을 통해 고전적인 성장으로 인해 발생할 수 있음을 보여줌으로써 Mesocrystals를 더 간단한 사촌과 분리하는 선을 흐리게합니다. Caco
그런 다음 연구원들은 원자력 현미경 (AFM)을 사용하여 이들 용액으로부터 방해석 결정의 성장을 관찰했는데, 이는 원자 치수 수준까지 해상도를 가진 결정 표면의 지형도를 제공한다. 이전의 연구에서와 같이, PSS-free 솔루션에서, 그들은 결정 격자의 특정 결정 학적 방향을 따라 정렬 된 스텝 모서리에 부착 된 용액으로부터의 이온으로 표면을 가로 질러 단일 원자력 높이 단계의 움직임에 의해 결정이 자랐다는 것을 발견했다.
.그러나, PSS의 도입은 새로운 단계 방향의 발달과 구식 단계를 따라 부위의 중독으로 이어졌으며, 여기서 칼슘 또는 탄산염 이온의 부착이 억제되거나 예방되었다. PSS에 의한 단계의 고정은 표면의 극도로 거칠게 생성되고 일반적으로 날카로운 결정 가장자리가 의사 팩으로 확대되는 반면, 새로운 단계 방향은 PSS-Free 솔루션에서 방해석 결정에 존재하지 않는 다른 의사 팩의 모양을 일으켰다. 나노 입자의 첨가에 의한 성장은 결코 관찰되지 않았다. 따라서 연구원들은 최종 형태가 완전히 고전적인 성장 메커니즘을 통해 발생한다고 결론을 내 렸습니다.
이러한 발견은 이온, 원자 또는 분자를 결정의 원자 부위에 부착하는 과정과 고소 하전 중합체 첨가제의 간섭으로부터 발생하는 나노 스케일 역학적 특징이 복잡한 거시적 형태로 어떻게 해석 될 수 있는지를 보여준다. 결과는 결정 형태를 기본 성장 과정의 독특한 시그니처로 사용하는 사람들에게주의를 기울입니다. 더욱이, 자연 환경에 존재하는 복잡한 화학 환경을 고려할 때, 복잡한 결정 형태로의 불순물 제어 고전 경로는 예외보다는 규칙이 될 수있다.
고전적인 중합체-매개 결정 성장에 의해 형성된 메소스트-유사 형태 인이 연구는 최근 저널 Advanced Functional Materials 에 발표되었다. . 이 작업은 Paul Smeets, Nico Sommerdijk 및 Northwestern University, Aindhoven University of Technology 및 Pacific Northwest National Laboratory의 James de Yoreo가 주도했습니다.
