耕耘17年,结论6个字
这也正是困难之处。想象一下,让两条漂浮在太平洋上的小船互相找到彼此的难度。如果有n条小船,如何能让它们根据指令“排兵布阵”?
磁性组装是个好办法。“拿一块磁铁,可以把散落在各处的钉子都吸起来。如果将不同的纳米颗粒附着在氧化铁材料上,纳米粒子就可以在磁场‘排排坐’。通过改变磁场大小,这些纳米颗粒就会呈现出不同的结构和性质。”殷亚东说。
比如经过磁性组装的纳米颗粒会形成具有周期性的长链,使光发生衍射,形成光子晶体材料。如果将其嵌入钞票中,遇见磁铁就会变色,这可以应用于防伪标识、防伪涂层中。再比如化学物质检测,将检测液滴在相应的光子晶体上,根据其颜色变化可以判断是否存在某种物质。
这篇论文得出的结论一点都不复杂,甚至用6个字就可以概括:磁场是手性的。换言之,磁场沿中轴线的分布,就像我们的左右手一样,互为镜像,但又无法完全重合。
根据这一特性,研究人员就能通过磁性组装,使任何材料都能在分子到纳米的尺度上快速形成手性结构。
这意味着,在短时间内,太平洋上随意漂浮的无数船只,可以在磁场作用下,按照手性分布排列整齐,无论是巨型游轮,还是小木船。
把磁场刻进脑中,终于迎来“灵光乍现”
既然是如此简洁明了的结论,为什么大家都没想到,偏偏是第一作者李志伟吃到了第一口“螃蟹”呢?
这还要从几年前说起。2014年,李志伟从苏州大学硕士毕业,来到加州大学河滨分校,跟随殷亚东读博。对于李志伟来说,从生物化学转向纯化学实验研究、聚焦于磁性组装方向是全新的体验。
在读博的5年半时间里,李志伟一直致力于合成纳米材料,将不同形貌、不同大小的纳米材料利用磁性组装成复杂结构,并赋予不同的功能。用他的话说,“几年的积累,让我把磁场刻进了脑子里,无论想到什么问题,都会自然地把它和磁场联系在一起”。
