光子晶体是一类材料，其光学性质来源于结构而非来源于组分。光子晶体可以由尺寸与可见光波长相当的自组装粒子产生。大量研究已经表明，DNA可用于引导微米级的胶体颗粒自组装成在可见光谱中具有光子特性的完全可编程晶体结构。然而，微米大小的DNA功能化颗粒具有极端温度敏感动力学，很难形成生长光子超材料所需的较大的单分散晶体。布兰代斯大学W. Benjamin Rogers和普林斯顿大学William M. Jacobs描述了一种稳健的两步方案，可用于自组装含有数百万光学级DNA功能化颗粒的单结构域晶体。

本文要点

（1）这一单分散晶体最初组装在微流体制成的单分散液滴中，然后通过种子扩散限制生长形成宏观尺寸。研究通过组装不同的宏观单畴光子晶体证明了该方法的通用性。

（2）这些晶体具有超材料特性，如结构着色能力。通过绕过光学级DNA包被胶体结晶所固有的基本动力学陷阱，研究消除了从DNA编程材料中设计光子器件的关键障碍。

Alexander Hensley, et al. Macroscopic photonic single crystals via seeded growth of DNA-coated colloids. Nature Communications. 2023

DOI：10.1038/s41467-023-39992-3

https://www.nature.com/articles/s41467-023-39992-3