Mjuka och organiska kristaller är en mångfaldig grupp av material med kopplingar till biologiska, miljömässiga och industriella processer med ett brett spektrum av tillämpningar, från läkemedel till flexibel elektronik. Att förstå detaljerna i deras kristallisationsvägar är väsentligt för att utveckla förmågan att kontrollerbart syntetisera nya material och strukturer med riktade egenskaper.
En ny recensionsartikel, publicerad i Nature Reviews Materials , erbjuder ett brett perspektiv på montering av en rad material, vilket fyller ett behov av en omfattande översyn av området.
Medan klassiska teorier om hur kristaller bildas och växer har etablerats länge för en rad olika material, ger de en ofullständig bild av kristallisering. Många mjuka och organiska material bildas via icke-klassiska vägar som leder till väsentligt olika slutliga kristallstrukturer.
De senaste experimentella framstegen har möjliggjort mer exakt och djupgående analys av dessa material under och efter bildning. Översiktsartikeln undersöker två decennier av forskning om de icke-klassiska bildningsvägarna för mjuka och organiska kristallina material. Den beskriver den nuvarande teoretiska förståelsen av hur dessa material bildas genom icke-klassiska vägar, inklusive att särskilja processerna för kärnbildning och tillväxt mellan modeller.
Framsteg inom experimentella metoder, inklusive in-line spridning/spektroskopi detektion, kryomikroskopi och in situ vätskefaskarakterisering, och deras tillämpning för att studera mjuka och organiska kristallina material diskuteras också.
Dessa experimentella tekniker har gett starka bevis för icke-klassiska kristallisationsvägar, vilket leder till viktiga genombrott för att förstå dessa processer. Den enda förekomsten av en specifik slutprodukt eller mellanprodukt bevisar dock inte att ett material har bildats via en specifik väg.
Därför är in situ-tekniker och kinetikmätningar väsentliga för att utveckla den detaljerade kunskap som krävs för att förstå hur dessa material bildas.
Mer information: Jingshan S. Du et al, Non-classical crystallization in soft and organic materials, Nature Reviews Materials (2024). DOI:10.1038/s41578-023-00637-y
Tillhandahålls av Pacific Northwest National Laboratory
