據美國物理學家組織網10月14日（北京時間）報道，美國西北大學開發出一種新方法，將納米粒子作為“原子”，DNA（脫氧核糖核酸）作為“化學鍵”，按照某些自然界晶體中的原子晶格方式來制造晶體，能制出甚至原先在自然界沒有的全新晶體。按照該方法和基本設計規則，人們可能造出多種新材料，用于催化劑、電子設備、光學設備、生物醫學和發電、儲存及轉化技術等領域。該研究發表在10月14日的《科學》雜志上。

      “我們能控制結晶的模式，這在許多方面比自然界和實驗室的原子結晶方式更加強有力。”領導該項研究的西北大學國際納米技術研究院主管、溫伯格文理學院化學教授乍得?米爾金說，“我們正在編制一張新的晶體種類周期表。按照設計規則，用納米粒子作為‘人造原子’，通過控制納米粒子的大小、形狀、類型及其在既定晶格中的位置，改變DNA的長度，就產生了幾乎無限的可調性。我們能制造出全新的材料，超出自然界所限定的那些晶體。”

      研究人員解釋說，用不同大小的納米粒子和不同長度的DNA鏈組合，就能形成各種各樣的晶體結構。經過混合和加熱，組裝的粒子從最初的無序狀態轉變為一種有序狀態，每個粒子都按照晶格結構固定在各自的位置。他們在論文中提出了6種設計規則，在粒子大小和DNA長度已知時，能預測不同晶體結構的相對穩定性，并按照規則設計了41種晶體結構，表現出9種完全不同的晶體對稱性。

      研究人員指出，設計規則提供了一種能獨立調節每個相關晶體參數的方法，包括粒子大小（5?60納米）、晶體對稱性和晶格參數（20?150納米），這41種晶體只是很小一部分樣品。該方法也適用于各種化學成分的納米粒子，粒子類型和其結構對稱性決定著晶體的性質。在開發新材料方面，該方法提供了一種預測和控制材料物理性質的理想手段。

      米爾金認為，很快還將出現一種軟件，幫助科學家挑選粒子和DNA，按照需要制造出幾乎任意結構的晶體材料。

    總編輯圈點

      早在老祖宗曬制海鹽時，人工制備晶體就已不是什么新鮮事。然而正如石墨、鉆石兩種晶體所揭示的，內部結構的些許差異，就可能讓晶體的物理、化學性質截然不同。也正因為如此，科學家一直對如何控制晶體生長方式的熱情毫不消減。與過去眾多的控制手段相比，美國科學家的這項新發現似乎有些畢其功于一役的意味：既能提前預測晶體的生長結果，又有無限多種晶格結構可供選擇，要定制一款特殊結構的晶體還是難事嗎？