材料科学：2つの長さスケールを持つモザイク準結晶

準結晶秩序は、この10年間で、デンドリマーミセル、星型およびテトラブロック型三元共重合体メルト、ジブロック共重合体ミセル、界面活性剤ミセルなどの多くのソフトマター系で観察されてきた。そうしたさまざまな「ソフト」高分子ミセルから準結晶が形成されることから、各系に固有な化学的性質に依存するのではなく、一般的な機構で、ミセルが準結晶形成することが示唆されている。実際、ミセルの柔軟性が準結晶秩序をもたらすことが、過去に提唱され、明らかになっている。今回我々は、円盤（コア部）の外側（ショルダー部）にステップ状の斥力を付加した二次元の硬い円盤を研究することによって、柔軟性と準結晶秩序の関連性を理論的に検討している。この二次元の円盤は、例えば、芳香族コアの周りをソフトなアルキルシェルで囲んだデンドリマーミセルなどを模している。我々は、コア・トゥ・コア配列およびショルダー・トゥ・ショルダー配列で並んだ粒子によって形成される正三角形と二等辺三角形のモザイクから、10回、12回、18回、24回対称のボンド配向秩序を持つ一連の準結晶が形成されることを見いだしている。対相互作用に起因してこれらの相が形成されることから、局所充填構造がソフトマターに準結晶性を発生させる重要な役割を担っていることは明らかであり、硬い四面体の準結晶形成を導く原理も補完される。準結晶モザイクは、単純な粒子間ポテンシャルに基づいて作製できるため、画像再生技術の向上から先端的なフォトニック材料まで、さまざまな応用が期待される。

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