今日Nature：晶体有序转变消除缺陷机制的新发现

【引言】

晶体有序转变最好的解释就是是二维冻结，当温度降低到临界阈值以下时，通过快速根除晶格缺陷而进行二维冻结。但是，封闭表面上组装的晶体需要拓扑结构具有最小数量的晶格缺陷，称为向错。此外，组装在弯曲表面上的晶体可自发形成额外的晶格缺陷，以减轻由曲率造成的应力。因此，不清楚如何在球体上进行结晶，也就最不可能消除这种缺陷的曲面。

【成果简介】

北京时间2018年2月15日，Nature在线发表了纽约大学Paul M. Chaikin（通讯作者）团队题为“Freezing on a sphere”的文章，表明了球体表面的冻结是通过形成一个单一的，包含晶体的“大陆”而形成的，它将缺陷强制分成12个孤立的“海洋”。使用这种破碎的对称性-将二十面体的顶点与缺陷“海洋”对齐，并将这些面展开到一个平面上，构造一个新的有序参数，以揭示晶格潜在的长程取向顺序。几何形状对结晶的影响可以在纳米级和微米级结构的设计中考虑到，其中可移动缺陷被隔离成自我排列的阵列。此外，缺陷在对称位置上的分离以及在这些位置附近伴随的流动性，在设计特定区域需要刚性和流动性的结构时实验证明是有用的。

【图文导读】

图1 球形晶体的缺陷和序列

图2 二十面体缺陷'海洋'的出现

图3 二十面体在一个面的投影和长程序

图4 二十面体序列和有限尺寸缩放

文献链接：Freezing on a sphere（Nature,2018,DOI:10.1038/nature25468）

本文由材料人学术组Allen供稿，材料牛整理编辑。

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