科学家发现可以旋转、扭曲和自我修复的晶体

这些新发现的旋转晶体会扭曲、断裂和自我修复,揭示了固体物质奇怪的新一面。这似乎令人难以置信,但由旋转部件制成的晶体是真实的。来自亚琛、杜塞尔多夫、美因茨和韦恩州立大学的研究人员检查了这些不寻常的材料,发现了一系列令人惊讶的行为。晶体 [...]

来源:SciTech日报

这些新发现的旋转晶体会扭曲、断裂和自我修复,揭示了固体物质奇怪的新一面。

这似乎令人难以置信,但由旋转部件制成的晶体是真实的。来自亚琛、杜塞尔多夫、美因茨和韦恩州立大学的研究人员检查了这些不寻常的材料,发现了一系列令人惊讶的行为。这些晶体很容易分裂成单独的碎片,形成不寻常的内部边界,并产生研究人员可以故意影响的缺陷。该团队在《美国国家科学院院刊》(PNAS) 上撰文,描述了如何使用统一的理论方法来预测受“横向相互作用”力控制的系统的新特性。

材料和生命系统中的横向力

“横向力”不仅限于实验室材料。它们可以出现在工程系统中,例如某些磁性固体,但也可以在活生物体中观察到它们。在麻省理工学院进行的一项实验中,科学家研究了一组海星胚胎,发现它们的游泳动作会相互影响。这种相互作用导致胚胎沿着彼此周围的圆形路径移动。虽然这种行为的生物学作用仍然未知,但自然和合成的例子都有一个关键特征:它们涉及在交互时旋转的物体。

当旋转粒子形成固体时

杜塞尔多夫海因里希海涅大学 (HHU) 理论物理 II 研究所的 Hartmut Löwen 教授博士解释了这种集体运动的意外结果:“由许多旋转组成元素组成的系统表现出一种非直观的性质上的新行为:在高浓度下,这些物体形成一个固体转子,具有‘奇怪’的材料特性。”

分裂又聚合的晶体

晶体生长超出预期

移动缺陷和可调属性

背景:中心力和横向力

DOI:10.1073/pnas.2511350122