全南大学研究团队提出了能够自发形成结构的“智能材料”开发的理论基础，正受到国际学界的关注。
24日据全南大学消息，教授 Ahn Hyoseong 研究团队与庆熙大学教授 Park Beomjun、梨花女子大学教授 Hwang Hyerim 研究团队共同合作，精确阐明了被困在液体中的纳米粒子如何对外部环境变化作出反应并自发形成有序结构的过程。本次研究被评价为阐明了纳米尺度粒子在变化环境中如何建立有序性的成果。
研究团队将“海藻酸盐水凝胶”纳米粒子封装在微小液滴中，观察粒子的运动。以往研究多集中于粒子间相互作用在某一平衡状态下的排布，而本次研究则聚焦于粒子表面电斥力随时间变化的“非平衡状态”。
实验结果显示，原本无序分布的粒子随着电斥力逐渐增强，相互排斥并形成最优排布，最终自发地排列成蜂窝状六角晶格结构。研究团队通过这一过程提出了一种能够解释复杂物理现象的新型自组装机制。
本次研究的另一项成果体现在先进成像技术上。研究团队将数千个纳米粒子的排布重建为三维立体结构（3D重建），并为分析这一结构引入了基于机器学习的算法。人工智能从显微镜图像中精确追踪单个粒子的位置，将排布过程无误地数据化。预计这一分析方法今后将成为解析各类先进材料微观结构的核心技术。
《Nature Communications》编辑部高度评价此次研究的学术重要性，将其选为“编辑推荐（无机与物理化学领域）”。该栏目是从近期发表的论文中，按研究领域仅遴选出约50篇最具影响力的论文进行介绍的特别页面。
教授 Ahn Hyoseong 表示：“本研究是通过实验和理论证明非平衡状态软胶体体系如何排布成有序结构的一个案例”，“3D结构分析与基于机器学习的成像技术今后将成为设计和调控智能纳米材料以及下一代能源材料微观结构的关键平台”。
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另一方面，本次研究有望为开发能够对外部环境变化作出反应，自主形成或修复结构的“智能材料”提供重要的理论基础。该研究被收录进由国际学术期刊《Nature Communications》编辑部评选的“编辑推荐”，进入该领域约50篇核心论文之列。
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