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Colloids with valence and specific directional bonding

机译:具有价键和特定方向键的胶体

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摘要

The ability to design and assemble three-dimensional structures from colloidal particles is limited by the absence of specific directional bonds. As a result, complex or low-coordination structures, common in atomic and molecular systems, are rare in the colloidal domain. Here we demonstrate a general method for creating the colloidal analogues of atoms with valence: colloidal particles with chemically distinct surface patches that imitate hybridized atomic orbitals, including sp, sp~2, sp3, sp~3d, sp~3d~2 and sp~3d~3. Functionalized with DNA with single-stranded sticky ends, patches on different particles can form highly directional bonds through programmable, specific and reversible DNA hybridization. These features allow the particles to self-assemble into 'colloidal molecules' with triangular, tetrahedral and other bonding symmetries, and should also give access to a rich variety of new microstructured colloidal materials.%化学家经常用能够形成定向键的原子来合成复rn杂和有用的分子结构。但比较大的胶体颗粒在rn这个方面已被证明不大“听话”,因为它们没rn有特定的定向键。现在,David Pine及其同事rn报告了绕过这一问题的一个方法,利用该方法rn有可能获得具有有用的技术性能的 系列不同rn的新型微结构胶体材料。用微球团作为中间rn体,他们生成了在表面上具有截然不同的化学rn性质和精确位置的“粘斑”的胶体颗粒(每个颗rn粒上多达7个这种“粘斑”),这些“粘斑”使胶rn体颗粒能够形成特定的、具有高度方向性的rn键。利用这一
机译:从胶体粒子设计和组装三维结构的能力受到缺少特定方向键的限制。结果,原子和分子系统中常见的复杂或低配位结构在胶体域中很少见。在这里,我们演示了一种用于创建具有价态原子的胶体类似物的通用方法:具有化学上不同的表面补丁的胶体颗粒,它们模仿了杂原子轨道,包括sp,sp〜2,sp3,sp〜3d,sp〜3d〜2和sp〜 3d〜3。通过具有单链粘性末端的DNA进行功能化,不同颗粒上的贴剂可以通过可编程,特异性和可逆的DNA杂交形成高度定向的键。这些特征使颗粒能够自组装成具有三角形,四面体和其他键对称性的“胶体分子”,并且还应该能够使用各种新型的微结构胶体材料。合成复rn杂和有用的分子结构。但比较大的胶体颗粒在rn这个方面已被证明不大“听话”,因为它们没rn有特定的定向键。过这一问题的一个方法,利用该方法rn有可能获得具有有用的技术性能的系列不同rn的新型微结构胶体材料。用微球团作为中间rn体,他们生成了在表面上具有截然不同的化学rn性质和精确位置的“粘斑”的胶体颗粒(每个星rn粒上已有7个这种“粘斑”),这些“粘斑”使胶rn体颗粒能够形成特定的,具有高度方向性的rn键。利用这一

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2012年第7422期|p.51-55a3|共6页
  • 作者单位

    Molecular Design Institute and Department of Chemistry, New York University, New York, New York 10003, USA;

    Molecular Design Institute and Department of Chemistry, New York University, New York, New York 10003, USA;

    The Dow Chemical Company, 2301 North Brazosport Boulevard, Freeport, Texas 77541,USA;

    School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University, Cambridge, Massachusetts 02138, USA,Department of Physics, Harvard University, Cambridge, Massachusetts 02138, USA;

    Center for Soft Matter Research and Department of Physics, New York University, New York, New York 10003, USA;

    Center for Soft Matter Research and Department of Physics, New York University, New York, New York 10003, USA;

    Molecular Design Institute and Department of Chemistry, New York University, New York, New York 10003, USA;

    Center for Soft Matter Research and Department of Physics, New York University, New York, New York 10003, USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
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  • 正文语种 eng
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