在珊瑚礁、海貝殼以及其他天然生成的復(fù)雜礦物結(jié)構(gòu)給予的啟發(fā)下,這位來自哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的博士后Wim L. Noorduin和他的大學(xué)同事他們發(fā)現(xiàn),可以創(chuàng)造出宛若雕飾過的精致微觀結(jié)構(gòu)。他們將把氯化鋇和硅酸鈉(俗稱水玻璃)溶解在一個(gè)盛水燒杯中,而空氣中的二氧化碳也會(huì)隨之溶解在燒杯內(nèi),產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)會(huì)形成碳酸鋇晶體。Noorduin發(fā)現(xiàn),由于晶體可以自我組合,所以能夠借助改變溫度、參與反應(yīng)的二氧化碳含量和水中的酸性來控制晶體的形狀、尺寸和組合方向。比如,增加二氧化碳水平可以創(chuàng)造寬闊而平坦的葉子形狀。變化的酸度水平能夠在花瓣上產(chǎn)生褶皺的波形。晶體的沉積依賴于擴(kuò)散溶解在液體中的化合物反應(yīng),晶體的生長會(huì)朝向或背離某特定的化學(xué)梯度,因?yàn)榉磻?yīng)的pH值會(huì)隨之改變?;衔锓磻?yīng)的環(huán)境決定了晶體的結(jié)構(gòu)是像向外伸出的寬葉、纖細(xì)的莖還是花瓣。
Noorduin領(lǐng)導(dǎo)的研究小組已經(jīng)成功在載玻片和金屬板上創(chuàng)造出各種各樣、豐富多彩的“花園”,甚至是在背面印有林肯紀(jì)念堂的一分硬幣上也能“種植”簇簇鮮花。而我們看到的這些圖片則是掃描電鏡拍攝后的景象,但實(shí)際上看到的情景則是最后一張黑白圖片所呈現(xiàn)出來的模樣,這些鮮艷的色彩是采用數(shù)碼技術(shù)后期添加的。
該技術(shù)的研發(fā)成功具有重大的意義,不僅為硅結(jié)構(gòu)自然形成的方式積累了寶貴經(jīng)驗(yàn),還可以應(yīng)用于納米技術(shù)領(lǐng)域。
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