研究人员探索了一种胶态晶体模型，以生产特定的多晶型，这在材料科学和制药中是必需的。
多晶型并不是神话中的奇异生物——它们是具有相同化学成分但不同晶体结构的物质，同时也表现出不同的物理和化学性质。这对实际应用的意义是，公司通常希望创造某种特定的多晶型——而不是其他的。东北大学的研究人员深入研究了使用胶态结晶作为模型系统，以弄清楚如何实现对特定多晶型形成的精细控制。
在微观水平上放大一个晶体，你会发现使其独特的原因在于其高度有序的结构。胶态晶体具有类似的有序结构，但添加了悬浮的亚微米级颗粒。这些特殊的晶体被视为相变的良好模型，以及广泛科学和工业应用的多功能材料。然而，在结晶过程中多晶型选择的机制并未完全理解。本研究的目标之一是揭示关于这些机制的新见解。
东北大学的野泽淳说：“控制特定晶体多晶型生长的能力在材料科学和制药等领域至关重要。任何对多晶型的变化都会导致产品性能和功能的变化，因此能够自信地选择特定多晶型至关重要。”
本研究利用胶态结晶作为模型系统，并通过单颗粒分辨率进行原位观察，以研究多晶型选择机制。该研究采用了一种称为异质外延生长的方法，使用聚苯乙烯胶态颗粒。结晶过程包括成核、增长和溶解——每个过程都受到多晶型转变的影响。
最终产品被发现受多晶型转变的主导。他们发现某个多晶型出现的可能性受尺寸和簇稳定性的驱动。颗粒添加剂能够有效控制多晶型的形成。
野泽表示：“我们分析的这些因素原则上可以根据情况帮助创造所需的多晶型。这为多晶型调节技术开辟了新的途径。”
这项研究推动了对多晶型控制的理解，提供了适用于材料制造和药物开发的见解。这些发现强调了簇动力学和生长速率超越热力学稳定性对多晶型晶体选择的重要性。
