从“超原子”、“胶体粒子”到“电子等价物”，类球形软材料（例如胶束、囊泡、微凝胶、细胞和肥皂泡等）的密集堆积结构引起了广泛关注。然而，它们密集地堆积在一起时往往采用接近球形的几何形状，以最大限度地降低界面能。这一过程与金属中利用自由电子稳定结构的机制相似。因此，它们的填充结构一般不会超出金属玻璃、准晶体和晶体中发现的结构。金属原子的结构是自然界赋予的，而人工材料则提供了突破这些限制的可能性。人们期望在软物质中能够发现一些异于传统原子堆积原理，超越传统金属合金的“软合金”结构。然而，尽管经过了数十年的研究，这种结构仍未被观察到。
最近，华南理工大学程正迪院士领导的研究团队发现了一种由分子五边形构成的超分子胶束，这些胶束能够自组装形成一类独特的超晶格结构。其中包括一种超晶格结构超越了所有已知金属合金的相态，因此被命名为相。这是自1927年Frank-Kasper相首次发现以来，第一次在非金属系统中发现未被记录的FK相。另一个结构是相，这也是其自1935年在铁钨合金中发现以来，首次在软物质体系中发现。相的形成源于分子五边形胶束自然倾向于展现某种非球形特征，这是其他球形体系，甚至是具有不同对称性的同系列分子都不具备的特性。这一发现预示着，软物质组装作为一种材料构建策略，具备超越传统金属结构限制的潜力。此项工作也为开发基于非金属原型的“软合金”奠定了坚实的基础。
该工作中使用了上海同步辐射光源的BL16B1线站进行各种小角X射线衍射表征，为该项工作提供了关键数据。
图1 μ相和φ相的结构表征
附件下载：