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用一臺設備，發篇Nature Materials！

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用一臺設備，發篇Nature Materials！
第一作者：Shihao Zang
通訊作者：Glen M. Hocky, Stefano Sacanna
通訊單位：紐約大學
論文速覽
分子晶體的結構是用散射技術來識別的，因為人的肉眼看不到它們的內部。微米大小的膠體粒子能夠用光學顯微鏡實時觀察結晶，但在實際中仍然受到缺乏“X射線視覺”的阻礙。
本研究開發了一種通過光學顯微鏡實時觀察膠體晶體化過程的系統。研究團隊利用了與水折射率匹配的熒光標記膠體粒子，在水溶液中形成離子晶體，并通過粒徑比和鹽濃度控制其結構。通過原位共焦顯微鏡技術，能夠區分粒子的三維（3D）坐標，并通過與已知原子排列的模擬散射模式比較來識別晶體結構。此外，研究還觀察了晶體缺陷的運動和晶體熔化過程，揭示了晶體孿晶的起源。
圖文導讀
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圖1：整體策略。
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圖2：二元晶體的組裝和成像。
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圖3：3D晶體重建和結構識別。
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圖4：單點缺陷CsCl和Cu3Au型晶體中最常見的單點缺陷的共焦成像和3D渲染圖。
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圖5：類Cu3Au晶體中的孿晶界分析。
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圖6：類Cu3Au晶體中的雙孿晶特征。
總結展望
本研究開發了一種新型平臺，能夠在水溶液中以單粒子精度生成和內部分析二元離子膠體晶體。通過精確控制粒子大小比例和鹽濃度，研究者能夠觀察到晶體缺陷的運動和晶體熔化過程，為理解晶體成核和生長機制提供了新的視角。
此外，該研究還提高了粒子追蹤的精度，尤其是在密集堆積系統中，有助于推動膠體晶體材料的優化設計和發現。
文獻信息
標題：Enabling three-dimensional real-space analysis of ionic colloidal crystallization
期刊：Nature Materials
DOI：10.1038/s41563-024-01917-w

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