"Predictive Self-Assembly of Polyhedra into Complex Structures". P. F. Damasceno, M. Engel, S. C. Glotzer. SCIENCE 337, 453 (2012). DOI: 10.1126/science.1220869
Predicting structure from the attributes of a material’s building blocks
remains a challenge and central goal for materials
science. Isolating the role of building block
shape for self-assembly provides insight into the ordering of molecules
and
the crystallization of colloids, nanoparticles,
proteins, and viruses. We investigated 145 convex polyhedra whose
assembly
arises solely from their anisotropic shape. Our
results demonstrate a remarkably high propensity for thermodynamic
self-assembly
and structural diversity. We show that from
simple measures of particle shape and local order in the fluid, the
assembly of
a given shape into a liquid crystal, plastic
crystal, or crystal can be predicted.
La predicción de la formación de estructuras a partir de los atributos de los bloques de construcción de los materiales se mantiene como un reto y como un objetivo central para la ciencia de materiales. El aislamiento del papel que desempeñan la forma de los bloques de construcción para el autoensamblaje proporciona una mayor comprensión del ordenamiento molecular y de la cristalización de coloides, nanopartículas, proteínas y virus. Se investigaron 145 poliedros convexos cuyo ensamblaje proviene exclusivamente de su forma anisotrópica. Los resultados demuestran una alta propensión hacia el autoensamblaje termodinámico, así como una amplia diversidad estructural. Se muestra que, a partir de mediciones sencillas de la forma de las partículas y del orden local en el fluido, puede ser predicho el ensamblaje de una forma dada en un cristal líquido, en un cristal plástico, o en un cristal.
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