Meget kompleks todimensionel tessellation i den molekylære verden

Tessellation er et gentaget mønster lavet af en eller flere former, uden dannelse af huller eller overlapninger. Et eksempel er det periodiske arrangement af sekskantede celler, der findes i honningkager. Tessellering kan også findes på molekylært niveau, hvor enkelte molekylenheder fungerer som en flise (gentagende mønster) til at tesselere en overflade gennem spontane og reversible interaktioner mellem dem. Det er udfordrende at bygge kompleks molekylær tessellation, der involverer mere end én type fliser. De fleste forskningsundersøgelser i det seneste årti har fokuseret på tessellation ved hjælp af en specifik flisetype.

Et forskerhold ledet af professor Loh Kian Ping fra Institut for Kemi, NUS har vist, at meget kompleks periodisk tessellation kan konstrueres ud fra fliselægningen af ​​to molekylære faser, der har den samme geometriske symmetri, men forskellige pakningstætheder. De to molekylære faser, en højdensitetsfase og en lavdensitetsfase, opstå fra de forskellige intermolekylære og molekyle-substrat interaktioner. Højdensitetsfasen er dannet af halogenbindinger, mens lavdensitetsfasen dannes via et halogen-guld koordinationsnetværk. Den geometriske lighed mellem disse to molekylære faser gør det muligt for de molekylære enheder at tjene som fliser til at tesselere og danne meget komplekse molekylære tesselleringer.

Prof Loh sagde, "Ved at overveje symmetrien af ​​de molekylære byggesten og substrat, samt at introducere multimode interaktioner, vi kan åbne op for nye ruter til at konstruere komplekse overfladetesselationer. Denne metode kan potentielt anvendes til andre molekylære systemer med flere typer intermolekylære interaktioner for at bygge endnu mere komplekse arkitekturer. Ud over, de komplekse tessellers i dette arbejde kan give ny indsigt til at forstå selvorganiserede systemer i biologi og nanoteknologi."

Dette værk er blevet udvalgt som redaktørens højdepunkt i Naturkommunikation .