从岩盐到纳米超晶格，简单构件通过库仑力相互吸引可以形成复杂的结构。但在微米尺度上，水中的胶体与带相反电荷物质形成晶体的直观想法却难以实现，相反形成了非平衡结构，如团簇和凝胶。尽管已经设计了各种系统来生长二元晶体，但是在水系条件下的天然表面电荷尚未用于组装晶体材料。有鉴于此，纽约大学Stefano Sacanna通过一种称为聚合物衰减库仑自组装的方法在水中形成了离子胶体晶体。

本文要点：

1）结晶的关键是使用一种中性聚合物，使粒子之间保持一定的距离，使之能够调整双电层的吸引力重叠，引导粒子分散、结晶或根据需要永久固定。用德拜屏蔽长度对宏观单晶进行微调组装，证明了宏观单晶的成核和生长。

2）使用各种胶体颗粒和市售聚合物，根据粒径比选择与氯化铯、氯化钠、二硼化铝和K₄C₆₀等同结构的离子胶体晶体。一旦通过简单的稀释溶液盐固定，就可以将晶体从水中拉出以进行进一步处理，这表明该方法能够实现从溶解相组装到干燥固体结构的精确转换。

3）与必须精心设计颗粒以编码绑定信息的其他组装方法不同，聚合物衰减库仑自组装可以将常规胶体可用作模型胶体离子，并为结晶作准备。

Theodore Hueckel, et al. Ionic solids from common colloids. Nature 2020, 580 (7804), 487-490.

DOI: 10.1038/s41586-020-2205-0.

https://doi.org/10.1038/s41586-020-2205-0