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信息科学技术学院王永锋课题组成功制备配位与氢键分形晶
1# 风达 发表于 2015-11-22 07:00:11
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在千变万化的大自然中,有一种新奇的物质存在方式,整体看似混沌无序,但在任何尺度下每个简单局部的形态都与整体高度相似,浩如星系,繁如树枝,绚如闪电,微如雪花,无一不体现出局部与整体相似的数学之美、艺术之美和自然之美。这就是分形几何结构。由法裔美籍科学家曼德尔布罗(B.B.Mandelbrot)所提出的“分形”概念用来描述具有扩展对称性的自相似结构。分形几何结构是自然界中物质普遍存在的、最接近自然结构的形式之一,体现了宏观无序与微观有序之间的相互联系。顾名思义,分形晶需兼具分形的自相似特征以及晶体的(准)周期性,是不同于传统晶体、准晶的一种新的晶体类型。

近日,北京大学信息科学技术学院、纳米器件物理与化学教育部重点实验室“青年千人计划”特聘研究员王永锋课题组与化学与分子工程学院吴凯教授,信息学院侯士敏教授、彭练矛教授等合作,成功制备出基于配位键的分形晶,并观测到分形晶与传统晶体的共存与竞争。相关成果以题为《具有C3ν点群的谢尔宾斯基三角分形晶》(Sierpiński-triangle fractal crystals with the C3ν point group)和《分形晶与传统晶体的共存与竞争调控》(Controlling molecular growth between fractals and crystals on surfaces)的论文,分别发表于《中国化学快报》(Chinese Chemical Letters,2015,DOI:10.1016/j.cclet.2015.08.006)和《美国化学会·纳米》(ACS Nano,2015,DOI:10.1021/acsnano.5b04427)。实验研究部分由信息科学技术学院博士后李娜,博士研究生张雪、顾高臣主要完成,理论计算部分则主要由博士研究生王昊完成;华中科技大学吕京涛教授、法国国家科学研究中心唐浩研究员、玛丽·居里-斯克罗多夫斯卡大学Pawel Szabelski教授等也参与了研究。

信息科学技术学院王永锋课题组成功制备配位与氢键分形晶.jpg

王永锋课题组及其合作者目前正致力于研究分形晶、准晶与传统晶体三相的共生长。通过在惰性金属表面共沉积折线形C3P7有机分子和Fe原子,利用二者之间所形成的稳定配位键,制备出完美的表面配位谢尔宾斯基(Sierpiński)三角分形结构。由于引入了金属磁性原子,分形结构可能具有潜在的催化作用与磁学性质。H3PH分子通过氢键可以形成三聚体与四聚体,两者能量相近,前者倾向于形成分形晶,后者倾向于形成二维晶体,故可以在表面观测到分形晶与晶体的共存,从而通过改变基底、覆盖度与分子结构,得以实现二者的竞争调控。

此前,王永锋与吴凯教授等联合制备出若干列卤键分形结构,成果以题为《谢尔宾斯基三角分形的分子组装》(Assembling molecular Sierpiński triangle fractals)的论文发表于《自然·化学》(Jian Shang, Yongfeng Wang, Min Chen, et al. Nature Chemistry,2015,DOI:10.1038/NCHEM.2211),并被选为当期封面文章。

以上研究工作得到了国家自然科学基金、科技部重大科学研究计划等资助。

来源:http://pkunews.pku.edu.cn/xwzh/2015-11/12/content_291404.htm

2# 志学 发表于 2015-11-25 17:06:27
我坚信,分形能够指导规划工作

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