美国太平洋西北国家实验室(PNNL)领导的研究小组利用先进的透射电子显微镜(TEM)技术实时观察溶液中形成的介晶，他们的发现或将帮助科学家设计能量储存材料，并理解矿物质在土壤中形成的机制。
与单个晶体成核(开始晶体形成，然后在两个不相关的步骤中随机聚集成介晶的步骤)不同，研究人员观察到成核和附着在形成这些高度均匀的结构中是紧密耦合的。该研究成果于2月18日发表在《自然》上。
研究人员利用原位透射电镜观察了这一过程，能够在结晶发生时看到纳米尺度的结晶。他们将这种实时方法与“冷冻观察”透射电镜相结合，使他们能够在生长过程中的不同点跟踪单个晶体。
介晶形成的关键是溶液中存在的草酸盐分子。在最初几个小晶体形成后，草酸盐添加剂有助于在液体和生长晶体的界面上产生化学梯度。粒子成核所需的更多化学成分在晶体附近徘徊，这极大地增加了新粒子在现有粒子附近形成的可能性。
据研究人员称，虽然这种晶体生长途径是在非常小的范围内的受控条件下观察到的，但它也可能发生在自然中，如澳大利亚赤铁矿矿床在内的一些矿床就含有介晶。鉴于草酸盐的天然丰度和PNNL团队观察到赤铁矿在低至40℃的温度下会变成介晶，这种形成途径似乎是自然发生的。
介晶在自然界中随处可见，这些发现可以应用于理解环境中的矿质养分循环和开发拥有近乎均匀的复杂结构材料。
编译/前瞻经济学人APP资讯组
论文链接：
https://dx.doi.org/10.1038/s41586-021-03300-0
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