包括紐約大學研究人員在內的一支工程師團隊，已經開發出了一種制造自組裝“膠體鉆石”（Colloidal Diamonds）的簡便方法。據悉，膠體是懸浮在流體中的顆粒混合物。與分為溶質和溶劑的溶液不同，膠體組合不會發生溶解，而是兩者保持相對獨立的相態。在某些情況下，可以促使這些粒子鏈接成各種晶體結構，進而用于光學設備的制造。

不同膠體形態的3D模型

問題在于，基于傳統方法的自組裝“膠體晶體”難以批量制造，但新工藝有助于制造更優異的光學器件。

通過與每個顆粒相連的“DNA鏈”，當它們在液體中漂浮時，該鏈也能夠以特定的方式連接，同時維持顆粒的特定結構。

通過改變“DNA鏈”在例子上的附著位置，還可衍生出膠體立方、線、金字塔等結構，只是“鉆石態”仍難以捉摸。

膠體通過“DNA鏈”聚到一起

想要構成菱形，粒子需要以交錯形式粘向一處，但它們通常不具有這樣的選擇性。反之，它們的“DNA鏈”只會黏在能碰到的任何東西上。

慶幸的是，在這項新研究中，紐約大學（NYU）、法國科學研究中心（CNRS）和韓國成均館大學的研究人員們，已經找到了可使之形成“鉆石態”的新方法。

“鉆石膠體”的微觀圖像

新工藝的訣竅始于金字塔結構，接著以交錯形式彼此互鎖。之后即便排出了液相，這些晶體仍能夠保持結構上的穩定，這點在實際應用上顯得尤為重要。

研究團隊指出，這種特殊的安排，或在光子學領域發揮巨大的作用，比如用于光波導、濾波器、激光諧振器等組件的制造。

用“DNA膠水”聚在一起的鉆石態膠體

據悉，在光子學中，光可替代電路部分。作為對比，傳統計算機仍屬于“電子”設備。具有新結構的自組裝“鉆石膠體”，顯然更易于批量生產，從而加速光子技術的發展。

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《自然》（Nature）期刊上。

責任編輯：lq