美國西北大學和密歇根大學的研究人員設計和創造了史上最復雜的晶體，該晶體是由納米粒子組裝而成。

　　西北大學溫伯格藝術與科學學院“George B. Rathmann化學教授” (一項以科學家George B. Rathmann命名的教授職務，是該學院授予教授的最高榮譽)Chad Mirkin認為，這項開創性的研究表明，如果能夠利用DNA控制粒子的形貌以及它們的聯接方式，那么就可以組裝出自然界中一些最復雜的結構。

　　Mirkin還發表聲明稱，這是一項杰作，它向我們展示了利用DNA化學與那些容易形成特定晶體結構的納米顆粒進行結合時，可能發生的神奇效果。

　　這項納米技術的一項潛在應用就是對光的控制，這是因為納米顆粒與光波的尺寸相似，兩者可以發生相互作用。該技術也可能創造出一些奇特的材料，這些材料可以按照指令來改變顏色或者圖案，或者屏蔽某些波長的光，同時傳遞或者放大其它波長的光。另外，還可能出現一些新型的透鏡、激光器，甚至類似《星際迷航》中的隱身材料。

　　密歇根大學John W. Cahn杰出工程教授和Stuart W. Churchill學院化學工程教授Sharon C. Glotzer說：“該研究表明，一旦開始利用顆粒的形貌，你就可以通過使用DNA技術，得到異常復雜的納米晶體。此外，這很好地說明實驗和計算結合的重要性。”

　　籠形包合物，由于其可以包裹小分子的空腔而被人熟知，已被應用于從環境中捕捉污染物。納米粒子團簇也為“貨物”留有空間，這些空間可以在環保、醫療診斷和治療等應用中用于存儲、投送和感知材料。這種新型結構是由多達42個顆粒團簇組成的，形成了一個很大的多面體。

　　研究人員利用DNA為“smart glue”(智能膠水)，采用一種特殊的方式將納米顆粒連接在一起。這些粒子既是基礎材料，也是指導鍵合相互作用的模板。因此，Glotzer的團隊能夠利用納米顆粒形貌的作用，通過電腦模擬來指導晶體結構的組裝。

　　Glotzer說：“通過觀察我們所做的預測，Chad的團隊獲得了探索新相的想法。那天，Chad給我打電話來，說他們得到了這個不可思議的結構。”

　　Glotzer 繼續說，“他把顯微照片一張接一張的用短信發給了我——它們就是這樣不停地彈出來。Chad說，我們需要找到一種方法來確定它們的結構。”

　　Mirkin實驗室的博士后研究員Haixin Lin系統地制造出了一個具有相同尺寸、形貌和邊緣長度為250nm(藍光波長的一半)的黃金雙錐體。接下來，利用不同長度的DNA序列對其進行了修飾。研究結果發現，當DNA鏈太短時，這些納米顆粒將會變成無序、不明確的結構。

　　一旦研究人員理解了形貌是如何組裝在一起的，他們就可以推測絡合物的結構。

　　Glotzer說：“為了得到確切的情況，我們不得不進行仿真，通過模擬Haixin在實驗中所使用的條件，驗證無序的DNA連接雙錐液體是否能夠組裝成西北大學研究人員所發現的晶體。當我們看到計算機模擬的晶體時，我知道我們已經找到它了。”

　　來源：材料牛