研究人员建立了寻找已久的纳米粒子结构打开了通往特殊属性的大门

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

不，他的理论工作解释了这些新的纳米材料内部发生了什么，都是关于计算机模型、方程式和数字。因此，当他加入一个项目时，这位爱荷华州立大学的物理学和天文学教授也隶属于能源部艾姆斯国家实验室，他可能会贡献许多密密麻麻的页面，展示纳米粒子如何组装。

这就是例子。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，在固体硅基底上，含有四面体形金纳米粒子的溶液的受控蒸发如何能组装成一个针轮形的两层结构。

事实证明，纳米结构是手性的，这意味着它与它的镜像不完全相同。(经典的例子是一只手和它的反射。拇指最后是在对面，所以一只手不能叠加在另一只手上。这就是手性)。

Travesset说，生产一种具有手性的稳定纳米结构是一件大事。

研究人员试图组装手性纳米结构已有近20年的时间--大约与研究人员研究纳米结构的时间相同。根据《自然》杂志的报道，这种结构可能导致具有 "不寻常的光学、机械和电子特性 "的特殊工程材料。

Travesset在一次虚拟科学会议上被介绍给来自伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的该项目的主要研究人员(见侧边栏)，他甚至不确定这种新的手性结构能否存在于现实世界。

"这是一个非常开放的结构，"他说。"通常情况下，对于纳米颗粒，这些结构从来都是稳定的"。

但这个是 "由不同类型的静电力保持在一起的，"Travesset说。"它们的连续性是不寻常的"。

该结构的手性是通过被夹在两种不同的基质中而实现的--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反应产生的非常强烈的螺旋光效应证实了这种手性。

"这种具有手性光学响应的非常开放的结构是非常重要的，"Travesset说。"人们很长时间以来一直在尝试这样做。但是这种结构一直是不稳定的，或者是无法实现的。这是第一个已经实现的例子"。

同样，这是一个大问题。

"Travesset说："作为一个从事所有纳米粒子工作的理论家，我一直对如何组装手性的纳米粒子排列感兴趣。

根据《自然》杂志的报道，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组装出来的做法备受追捧，但也具有挑战性。

Travesset说，该研究小组的实验人员将在他们的发现的基础上，学习更多关于纳米结构的特性，并有可能将其用于例如光学应用的涂层。

对于用他们的模型、方程式和数字工作的纳米粒子理论家，Travesset说前面还有很多工作。

"尽管取得了一些成功，但理论在某种程度上还是滞后的，"他说。"我们还没有达到可以仅从理论/计算模型来设计基于纳米粒子的材料的程度。事实上，我和其他同事正在组织一个为期八周的研讨会来解决这一挑战。"