材料：原子価と指向性結合を示すコロイド

コロイド粒子から三次元構造体を設計、作製する可能性は、特定の指向性結合が存在しないため限られている。結果として、複雑構造体や低配位構造体は、原子・分子系ではよく見られるが、コロイド分野ではまれである。今回我々は、原子価を持つ原子のコロイド版を形成する一般的な方法を実証した。このコロイド粒子は、sp、sp²、sp³、sp³d、sp³d²、sp³d³などの混成原子軌道を模倣した化学的に異なる表面パッチを持つ。さまざまな粒子表面のパッチが、一本鎖付着末端を持つDNAで官能化されているので、プログラム可能で特異的かつ可逆的なDNAハイブリダイゼーションを通して、パッチどうしが高指向性結合を形成できる。こうした特徴があるため、コロイド粒子を自己集合させることにより、三角形や四面体などの結合対称性を持つ「コロイド分子」を形成できるようになる。さらに、微細構造を持つ非常に多様な新コロイド材料も得られるようになるはずである。

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