Tóm tắt nội dung

Tham vọng tái tạo các cấu trúc nano phức tạp và chức năng cao được tìm thấy trong các sinh vật sống đánh dấu một trong những trụ cột của nghiên cứu ngày nay trong vật lý sinh học và vật chất mềm. Trong lĩnh vực này, tự lắp ráp đã phát triển thành một chiến lược nổi bật trong việc hình thành cấu trúc nano và đã được chứng minh là một công cụ hữu ích cho nhiều cấu trúc phức tạp. Tuy nhiên, việc thiết kế và hiện thực hóa các đặc tính của hạt sao cho chúng tự tổ chức thành cấu hình mục tiêu mong muốn vẫn còn là một thách thức. Sử dụng mô phỏng tính toán, chúng tôi cũng chỉ ra một phương pháp để ổn định các cấu trúc liên tục kép khác như pha kim cương. Hơn nữa, chúng tôi nghiên cứu cả về mặt tính toán và lý thuyết (lý thuyết hàm mật độ) ảnh hưởng của các biến thể nhỏ về hình dạng lên các hệ hạt hình quả lê khác nhau, bao gồm cả sự ổn định của pha gyroid PHGO. Chúng tôi chứng minh rằng sự hình thành gyroid là do các đặc tính nhỏ không cộng gộp của thế PHGO. Pha này không hình thành trong các quả lê có thế hình quả lê cứng thực sự. Nhìn chung, kết quả của chúng tôi cho phép hiểu rõ hơn về sự cần thiết và đủ của hình dạng hạt liên quan đến các quá trình tự lắp ráp dạng keo. Hơn nữa, hệ thống hạt hình quả lê còn làm sáng tỏ một cơ chế tập thể độc đáo để tạo ra các pha liên tục kép. Nó gợi ý một hướng đi mới có thể giúp chúng ta giải quyết các đặc điểm và tính chất vẫn chưa được biết đến của các cấu trúc nano và vi mô giống gyroid tự nhiên.