科学家制造出微晶体花
它们看上去就像是焕发出勃勃生机的花园。但事实上,它们是哈佛大学一所实验室培育出来的微晶体。这些微观结构经测量直径只有几微米,聚集在一起形成一个微粒。
这项工作可在玻璃载片上进行,能控制晶体生长过程,制造出各种弯曲和精致的形状。研究人员表示:“康乃馨和万寿菊好像从水下玻璃载片表面上开出鲜艳的花朵,它们在某个时间聚集起来,形成一个微粒。”
《科学》杂志近日刊登了这项研究。研究负责人、哈佛大学工程与应用科学学院的威姆·L·诺尔杜因表示:“我们的工作有助于展示环境和化学变化间的微妙关系。”
通过一大口杯液体操纵化学梯度,这个科研组可制造出各种“花朵”。晶体形状取决于扩散通过一个液体溶液的化合物的反应。这个反应的酸碱度(PH值)来回变化时,晶体就朝着或背离某些化学梯度生长。科研组指出,反应条件决定了晶体结构是否有向周围散开的宽大叶子、一根细长的茎和一个玫瑰花瓣等。
诺尔杜因指出:“你真的可以调节自行组装过程。沉淀物是自发产生的,但你可通过操纵反应条件去改变结果,在它们成长时塑造出你想要的形状。”例如,增加二氧化碳浓度有助于制造出“阔叶”结构。而在合适时间反转PH梯度可制造出有褶皱的弯曲结构。
诺尔杜因和同事用玻璃载片和金属刀片培育晶体。它们甚至能长成一个散发出无限活力的花园,可被置于一分硬币上林肯总统像的前面。诺尔杜因表示:“你用电子显微镜观察时,感觉就像在海里潜泳,看到一大片珊瑚和海绵。有时我会忘记拍照,因为它的美令我陶醉其中,忽略了手头的研究工作。”
科学达人:杨孝文 编译
栏目主持:本报记者 李月红