用一台设备，发篇Nature Materials！

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用一台设备，发篇Nature Materials！
第一作者：Shihao Zang
通讯作者：Glen M. Hocky, Stefano Sacanna
通讯单位：纽约大学
论文速览
分子晶体的结构是用散射技术来识别的，因为人的肉眼看不到它们的内部。微米大小的胶体粒子能够用光学显微镜实时观察结晶，但在实际中仍然受到缺乏“X射线视觉”的阻碍。
本研究开发了一种通过光学显微镜实时观察胶体晶体化过程的系统。研究团队利用了与水折射率匹配的荧光标记胶体粒子，在水溶液中形成离子晶体，并通过粒径比和盐浓度控制其结构。通过原位共焦显微镜技术，能够区分粒子的三维（3D）坐标，并通过与已知原子排列的模拟散射模式比较来识别晶体结构。此外，研究还观察了晶体缺陷的运动和晶体熔化过程，揭示了晶体孪晶的起源。
图文导读
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图1：整体策略。
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图2：二元晶体的组装和成像。
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图3：3D晶体重建和结构识别。
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图4：单点缺陷CsCl和Cu3Au型晶体中最常见的单点缺陷的共焦成像和3D渲染图。
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图5：类Cu3Au晶体中的孪晶界分析。
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图6：类Cu3Au晶体中的双孪晶特征。
总结展望
本研究开发了一种新型平台，能够在水溶液中以单粒子精度生成和内部分析二元离子胶体晶体。通过精确控制粒子大小比例和盐浓度，研究者能够观察到晶体缺陷的运动和晶体熔化过程，为理解晶体成核和生长机制提供了新的视角。
此外，该研究还提高了粒子追踪的精度，尤其是在密集堆积系统中，有助于推动胶体晶体材料的优化设计和发现。
文献信息
标题：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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