胶体分子是模拟真实分子的理想模型系统，可以作为柔性智能材料自下而上自组装的多功能构建块。虽然大多数胶体分子都是刚性物体，但胶体接头的发展使得赋予它们构象灵活性成为可能。然而，它们不受限制的运动范围并不能捕获真实分子典型的有限运动和键方向性。

在这项工作中，莱顿大学Daniela J. Kraft通过将球形颗粒组装到用互补的表面移动 DNA 功能化的立方体上，创建了具有原位可控运动范围和键方向性的柔性胶体分子。

文章要点

1）通过改变球体与立方体的尺寸比，获得了具有不同配位数的胶体分子，并发现它们具有高于临界尺寸比的受限运动范围。通过理论和模拟，表明粒子形状与多价键一起为立方体表面上的球体运动创造了有效的自由能景观。

2）研究人员量化了立方体表面上球体的限制以及改变面的概率。研究发现温度可以用作额外的控制参数，以在完全灵活性和受限灵活性之间就地切换。这些具有温度切换运动范围的柔性胶体分子可用于研究定向但柔性键在确定其自组装和相行为方面的效果，并可用作微型机器人和智能材料中的结构单元。

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Yogesh Shelke, et al, Flexible Colloidal Molecules with Directional Bonds and Controlled Flexibility, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c00751

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c00751