控制复杂结构的自组装是材料科学的一个长期挑战,尤其是在胶体尺度上,因为所需的组装途径往往因无定形聚集体的形成而在动力学上脱轨。近日, 罗马大学John Russo报道了多面体壳自组装的设计策略。
本文要点:
1) 作者研究了每个顶点有五个接触点的三个阿基米德壳层的自组装问题,即二十面体、金点立方体和金点十二面体。作者使用具有五个相互作用位点(或补丁)的斑片状粒子作为构建块模型,并将组装问题重新定义为补丁-补丁相互作用的布尔可满足性问题(SAT)。
2) 这使人们能够为所有目标找到有效的设计,并选择性地抑制不需要的结构。通过调整贴片的几何排列和特定的相互作用,作者证明降低构建块的对称性可以减少竞争结构的数量,这反过来又可以显著提高目标结构的产量。
Diogo E. P. Pinto et.al Design strategies for the self-assembly of polyhedral shells PNAS 2023
DOI: 10.1073/pnas.2219458120
https://doi.org/10.1073/pnas.2219458120