【复材信息】金刚石晶格，Science！精确度史无前例！

允许胶体自组装μm和亚微米尺度的科学设计结构。金刚石立方晶格是一种可以产生完整三维光子间隙的结构，但在长度和长度相当于可见光或紫外线波长的尺度上仍然很难实现。

慕尼黑大学Gregor Posnjak和Tim Liedl等人展示了由来。 DNA 自组装折纸的三维光子晶体，充当精确可编程的斑片胶体。研究人员基于DNA的纳米四足体结晶为金刚石立方晶格，连杆状，周期为170纳米。该结构可用作二氧化钛等高折射材料原子层沉积的支架，在近紫外线区域产生可调谐的光子带隙。

立方金刚石晶格是一种非常严格的胶体晶体几何结构，其中颗粒的排列方式与金刚石中碳原子相同。这种排列方式有很大的开放空间，对能量没有好处。因此，这种结构在胶体晶体中的成功率非常低。

为了克服这一问题，作者设计了一个 DNA 四足动物折纸。每一个四面体由四个平行的双链组成。 DNA（24 一个双链)臂构成。每个手臂的顶部都有单链 DNA 尾部，尾部包含互补序列，可使尾部杂交。由于四足虫是通过的 DNA 为了实现正确的组装，杂交连接臂是相互联系的，因此必须精心规划序列。两个相邻的四足虫之间需要形成多个 DNA 杂交，以获得对称、交错的构象，而非隐藏的构象。同时，DNA 为了组装出井然有序、琢型清晰的胶体晶体，杂交必须足够微弱。

以“相关研究成果”Diamond-lattice photonic crystals assembled from DNA origami"问题，5月16日发表于《Science》。

/ 图文导读 /

图1. 金刚石立方晶体的设计与生长

图2. 二氧化硅镀层金刚石晶体的结构

图3. 光子晶体DNA折纸的光学性质

/ 结论 /

研究人员将无机材料涂在金刚石晶格上，制造出具有可调空隙的光子晶体。结合 DNA 纳米技术的动态特性，这些高度可编程的胶体晶体，可以进一步设计成反应迅速、可重新部署的光学设备，使光的操作达到前所未有的精度。

原文：DOI: 10.1126/science.adl2733

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标题：“复材信息”金刚石晶格，Science！精确是前所未有的！》

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