对于包括嵌段共聚物、有机分子和纳米颗粒（NP）在内的多种材料，限制，尤其是纳米级或微米级孔隙中的限制，会对结晶结果产生巨大影响。
近日，美国西北大学Chad A. Mirkin，阿贡国家实验室Byeongdu Lee研究了DNA功能化纳米立方体在DNA功能化衬底上的微尺度方形沟槽中的横向约束组装。
文章要点
1）利用微焦点小角X射线散射（SAXS）和扫描电子显微镜（SEM）对超晶格（SLs）进行了表征。结果表明，纳米立方体形成简单立方的、具有方形棱柱形貌和(100)面外取向的SLs，以最大限度地促进DNA键合。在平面内，SLs与模板对齐，暴露出它们的{100}侧面，并且对齐程度取决于沟槽大小。
2）有趣的是，由SAXS和SEM确定的面内取向分布不一致，表明SLs的内部和外部结构不同。为了理解这种差异，研究人员用X射线光刻技术对SLs的内部结构进行了成像，揭示了在SEM中看起来是单晶的SLs可能具有亚表面晶界，这取决于沟槽的大小。SEM显示SLs是通过随机取向的磁畴的形核和生长而生长的，然后结合在一起；这一机制解释了观察到的取向和缺陷结构对尺寸的依赖关系。有趣的是，结晶是通过一种不同寻常的生长模式发生的，即连续的SL层生长在几个错误取向的岛的顶部。
总体而言，这项工作阐明了横向限制对DNA功能化纳米颗粒结晶的影响，并展示了如何使用X射线层析来洞察纳米颗粒结晶。
参考文献
Cindy Y. Zheng, et al, Confined Growth of DNA-Assembled Superlattice Films, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c00161
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c00161
