非常艺术品纳米雕塑：精美花束仅50微米宽

    微型郁金香：扫描电子显微镜下的这束花，只有大约50微米宽。研究人员利用简单的初始材料氯化钡(一种盐)和硅酸钠(水玻璃)，自组装生成晶体。材料在溶液中会随着环境条件，例如温度、酸度和二氧化碳总量，生长成不同形状的晶体。

[JH:PAGE]

    这种在萌芽水珠基底上生长的钉状花朵，展现了研究人员驾驭新技术来设计复杂花样的能力。在此之前，研究人员尝试过通过设置初始条件，任其生长来制造三维微结构。而这次是研究人员第一次能够设计一种明确的结构。

[JH:PAGE]

    这些结构都是生长在浸没于水中的玻璃瓶表面。当外界的二氧化碳进入这个体系时就会溶解在溶液中，形成浓度梯度差。和溶液底层相比，越靠近表面，二氧化碳在溶液中的浓度越高。由于盐和水玻璃的分子对这种环境因素非常敏感，因此在溶液浅层便形成了茎的形状，而在中间形成球果形状。

[JH:PAGE]

    这些纤细花瓶中的花朵都是一部分一部分生长的。先是花瓶，然后是茎杆，最后短暂地冲入二氧化碳来使绽放花朵。用于制作的材料甚至对微小的环境变化都非常敏感，因此每朵花都是独一无二的。当这些材料离开溶液时，其周围的二氧化碳梯度发生了变化，因而也改变了旁边相邻花朵的形状。

[JH:PAGE]

    这朵康乃馨的褶皱花瓣暗示着这种技术不仅可以用于制作美观的微型花束，还可以用于高度依赖于催化剂的产品。催化剂能够加快化学反应速率，而三维褶皱意味着在较小空间中有较大的表面积，也就给催化剂提供了更多的搭载空间。

[JH:PAGE]

    图中“微型容器”褶皱处的厚薄各代表着一个字母的莫尔斯码。研究人员可以通过提高或降低二氧化碳的浓度，来增大或减小结构壁的厚度。

[JH:PAGE]

    就像图中的康乃馨所示，当酸度升高时就生成了双螺旋结构的茎杆。不同于二氧化碳浓度梯度变化带来的外部生长，酸度变化可以带来内部生长，形成叶片、水滴和双螺旋形状。晶体生长时改变了周边的环境条件，而晶体与环境间的复杂反馈决定了这些形状的发展方向。

[JH:PAGE]

    一张高清的双螺旋结构剖面特写揭示了这种结构是如何形成的。当一条茎杆开始螺旋生长时，就留下了一串酸度较低的轨迹，另一条茎杆沿着这一轨迹生长，反之亦然。两条茎杆最终都跟随着彼此留下的轨迹一路生长，形成双螺旋结构。

    来源：环球科学杂志