När traditionella top-down-metoder som fotolitografi når sina begränsningar när det gäller att skapa nanostrukturer, flyttar forskare sitt fokus mot bottom-up-strategier. Centralt i detta paradigmskifte är självmontering av homogen mjuk materia, en spirande teknik med potential att producera komplexa nanomönster i stor skala.
Dessa invecklade mönster tjänar ett syfte långt bortom enbart estetik; de är centrala för att låsa upp avancerade metamaterial som kan manipulera ljus och ljud på sätt som tidigare varit ofattbara.
I en översiktsartikel publicerad i Chinese Journal of Polymer Science i mars 2023 gav forskare från South China University of Technology en omfattande översikt över framstegen inom komplexa sfäriska packningssupergitter. Denna omfattande sammanställning av forskningsinsikter avslöjar det breda spektrum av möjligheter som dessa framsteg inom komplexa sfäriska packningssupergitter kan låsa upp för att transformera vår tekniska horisont.
Centralt i deras granskning är den detaljerade undersökningen av metoder som används för att manipulera homogent mjukt material, som specifikt lyfter fram de processer som gör det möjligt för flexibla molekyler att självorganisera sig till fördefinierade, högstrukturerade supergitter.
Genom att analysera olika tillvägagångssätt för att justera interaktionsförhållandena för dessa molekyler diskuterar författarna konstruktionen av ett mångsidigt spektrum av tretton supergitter. Dessa sträcker sig från enkla, tätt packade strukturer till mer utarbetade och komplexa konfigurationer, vilket illustrerar den avancerade organisationen som ses i banbrytande material.
Granskningen betonar den metodiska kontrollen som uppnås över monteringsprocessen, utnyttjar den hierarkiska karaktären hos självmontering av mjuk materia och optimerar volymasymmetri tillsammans med den strategiska användningen av jättemolekyler. De diskuterade tillvägagångssätten har underlättat bildandet av en rad supergitter, inklusive de enkla kroppscentrerade kubiska (BCC) gittren och de mer intrikata Frank-Kasper och kvasikristallina faserna.
Professor Stephen Z. D. Cheng, en bidragande forskare till granskningen, anmärkte:"Vår omfattande analys syntetiserar inte bara nya vetenskapliga koncept i sfären av supramolekylära kristaller utan konsoliderar också de grundläggande principerna för att skapa metamaterial. Insikterna om att kontrollera och manipulera ljus, ljud, och andra fysiska beteenden genom dessa material är avgörande för olika branscher."
Denna recension understryker förmågan hos självmontering av mjuk materia för att producera nanostrukturer, som tidigare endast kunde uppnås med metallegeringar, vilket potentiellt leder till transformativa tekniska framsteg. Den förespråkar för framsteg av tillverkningstekniker nerifrån och upp, vilket möjliggör skapandet av material med unika egenskaper och främjar innovation i framtida teknisk utveckling.
Mer information: Yuchu Liu et al, Spherical Packing Superlattices in Self-Assembly of Homogenous Soft Matter:Progresses and Potentials, Chinese Journal of Polymer Science (2023). DOI:10.1007/s10118-023-2976-5
Tillhandahålls av TranSpread
