研究人员构建了长期寻求的纳米颗粒结构打开了特殊性能的大门

AlexTravesset没有一个闪亮的研究实验室，里面装满了探测新纳米材料并测量其特殊性能的最新仪器。

不，他解释这些新纳米材料内部发生的事情的理论工作都是关于计算机模型、方程式和数字的。因此，当他加入一个项目时，同时隶属于美国能源部艾姆斯国家实验室的爱荷华州立大学物理学和天文学教授可能会贡献许多密集的页面来展示纳米粒子是如何组装的。

例证：Travesset的“手性四面体”计算和插图是《自然》杂志刚刚发表的一篇研究论文的一部分。这些计算表明，在固体硅基板上含有四面体形金纳米粒子的溶液的受控蒸发如何组装成风车形的双层结构。

事实证明纳米结构是手性的，这意味着它与其镜像不同。(经典的例子是一只手和它的倒影。拇指最终在相对的两侧，所以一只手不能叠加在另一只手上。这就是手性。)

Travesset表示，生产具有手性的稳定纳米结构是一件大事。

近20年来，研究人员一直在尝试组装手性纳米结构——大约与研究人员研究纳米结构的时间一样长。根据《自然》杂志的论文，这种结构可能会产生具有“不寻常的光学、机械和电子特性”的特殊工程材料。

Travesset在虚拟科学会议期间被介绍给伊利诺伊大学香槟分校的项目首席研究人员(见边栏)，他甚至不确定这种新的手性结构是否存在于现实世界中。

“这是一个非常开放的结构，”他说。“通常，对于纳米粒子，这些结构永远不会稳定。”

但这一个“被不同类型的静电力结合在一起，”特拉维塞特说。“他们的连续性不同寻常。”

该结构的手性是通过夹在两种不同的基质中实现的——顶部是空气，底部是固体表面。密歇根大学的光学测量通过报告对偏振光的响应非常强的手性光学效应证实了手性。

“这种具有手性光学响应的​​非常开放的结构非常重要，”特拉维塞特说。“人们长期以来一直在尝试这样做。但结构一直不稳定或无法实现。这是实现这一目标的第一个例子。”

又是一件大事。

“作为一名研究纳米粒子的理论家，我一直对如何组装手性纳米粒子排列很感兴趣，”特拉维塞特说。

根据《自然》杂志的论文，这些手性纳米结构的“独特的拓扑结构和物理学”，“使它们从纳米颗粒中自我组装起来备受追捧，但又具有挑战性”。

Travesset说，研究小组的实验人员将以他们的发现为基础，更多地了解纳米结构的特性，并可能了解它们如何用于光学应用的涂层。

Travesset表示，对于使用模型、方程式和图形的纳米粒子理论家来说，还有很多工作要做。

“尽管取得了一些成功，但理论在某种程度上落后了，”他说。“我们还不能仅凭理论/计算模型设计基于纳米粒子的材料。事实上，我和其他同事正在组织一个为期八周的研讨会来应对这一挑战。”