來自紐約大學、哈佛大學和陶氏化學公司的研究人員首次研制出一種新型微粒材料，該微粒子可以像原子一樣進行自我聚合后形成分子。這種可以按預設模型形成分子結構的新粒子，對于制造先進的光學材料和制陶業等具有重大意義。

      日常生活中常用的油漆、牛奶、膠制品、玻璃和瓷器等皆屬于膠體分散系，但用它們創造出新材料的潛力則尚待開發。由化學家、化學工程師和物理學家組成的研究團隊，選擇這些游懸于液態媒介中膠體的特征及其構造優化作為研究對象。

      過去，科學家已經用膠體成功地建造出一些基本結構，但使用膠體設計和組裝復雜三維結構的能力則難以進一步提高，這種三維結構對于設計高級光學材料是非常重要的。部分原因是膠質之間缺乏直接的關聯，因為這種關聯不僅對于控制粒子的相互組合很有必要，而且對于保持組合后的結構完整也很重要。

      “我們選擇的方法目的是使用原子的自然屬性，再把它們應用到膠體世界中。”項目主要參與者、紐約大學化學教授馬庫斯?維克介紹說。

      為使用原子屬性開發膠體，研究人員設計出一種類似電腦程序中使用的化學“補丁”，此“補丁”能產生方向綁定物，該綁定物利用粒子之間的少許聯系組合成三維網絡，這也是許多先進材料設計中的一個重要因素。若沒有方向綁定物，形成的結構將不會穩定。

      研究人員通過使用DNA單鏈，在“補丁”上確立了綁定能力，紐約大學的科學家過去曾用這種DNA單鏈組織過小粒子。這些DNA鏈充當“黏性末端”，而粒子“補丁”則附著其上。

      “這意味著我們不僅能夠讓某些粒子附著在補丁上，而且能夠對它們進行編制，所以只有某些特殊種類的粒子可以附著在這些補丁上。”紐約大學物理學教授大衛?帕因解釋說，“這給我們設計三維結構創造了巨大的靈活性。”

      新研制出的這種微粒大小只有人頭發絲直徑的百分之一，它們可以自發地將自己聚集在一起，像普通原子一樣形成分子。

      研究人員補充說，“補丁”之間DNA相互作用的特殊性意味著具有不同特性（如大小、顏色、化學功能和導電性等）的膠體，能夠產生新的材料產品。它們的潛在用途包括使用三維電線網絡或光學晶體，增強許多消費產品的光顯示功能，以及改善計算機芯片的速度等。

      該研究成果發表于最新一期的《自然》雜志上。