有机化合物由于分子堆积效率低下而形成独特的几何晶体

中国研究人员发现了具有从未见过的弯曲分形结构的有机晶体。他们利用这些不同寻常的形状设计了一件连衣裙,其引人注目的图案赢得了全国时装比赛。

张主任中国科学技术大学的张学鹏和他们的团队首次打算为水性丙烯酸涂料构建一系列有机配体。通过在酮和酯之间进行常规的Claisen缩合反应,他们得到了许多吡啶取代物β-二酮类化合物为蓬松的晶体,在吡啶环上氮取代的位置不同。

干燥后,张国清在光学显微镜下观察,发现其中一个晶体形成了前所未有的分形结构,这在此类有机分子中从未见过。分形是具有重复模式的几何形状,在越来越小的尺度上重复出现,给人一种无限复杂的错觉。

研究小组利用x射线衍射实验研究了这种奇特的形态。他们发现具有分形结构的晶体分子间相互作用明显弱于其他晶体。Guoquing Zhang提出,在这种结构中,氮在吡啶环上的位置阻碍了有效的堆叠。较弱的相互作用导致分子在晶体生长过程中相互滑动和错位,从而形成不寻常的不规则晶体。根据张国清的说法,“在室温下,晶体的生长很可能是由随机波动决定的,从而产生弯曲的分形结构”。

研究人员通过数字印刷将晶体的显微图像转移到聚酯织物上,创造了一种独特的服装设计,这种设计非常引人注目,并在中国全国女性时装设计大赛中获得了第一名。