X射线可驱动新型晶体的形成

X射线广泛应用于检测骨折、肿瘤和龋齿，分析不同材料中的原子及筛查机场行李等，但美国西北大学的一个研究小组发现，X射线还能触发一种新型晶体的形成。这一发现不仅扩展了学界关于晶体的科学知识，同时也开启了使用X射线来控制物质结构或开发新的生物医学疗法的大门。相关研究成果刊登在1月29日的《科学》杂志上。

　　晶体的形成通常是基于原子或分子之间的引力，因此这种经由斥力形成的新型晶体十分令人意外。新晶体由有序排列的带电圆柱体细丝构成，犹如一捆铅笔，彼此间相互排斥但又无法分离。美国西北大学化学、材料科学与工程及医学系教务主任塞缪尔·司徒普认为，此项发现令人惊奇和着迷之处在于，即使是相互排斥，成千上万的细丝被困在一个框架中时也能形成晶体，且更为稳定。

　　新晶体是科学家在无意中发现的。司徒普小组的研究人员在将同步X射线辐射应用到肽纳米纤维溶液时发现，溶液由清澈转变为浑浊。司徒普实验室的博士后研究员崔洪刚（音译）称，这些细丝散射X射线的方式发生了急剧的变化。X射线将一种无序结构变成了有序结构，即形成了晶体。

　　X射线会增加细丝的电荷，于是相互排斥的静电力会驱动结晶化，形成一个六边形的细丝堆栈，当其受困于一个三维框架内时，带电的细丝束就无法相互摆脱。X射线一旦关闭，这些晶体就会消失，且材料不会因辐射造成明显的损害。

　　因为斥力的原因，这些细丝的位置相互远离，间隔大约为320埃米（1埃米等于一亿分之一厘米）。而这一显著特性是普通晶体所没有的，普通晶体中分子之间的距离一般小于5埃米。研究人员还发现，当溶液中带电细丝的浓度变得更高时，即使不再将其暴露在X射线之中，也可自发形成相同的晶体。

　　研究人员称，这一模式也适用于生物体内，如在恶性肿瘤转移或其他生理过程中控制着细胞分裂和转移的细胞骨架微丝，也会发生类似现象。因此，该发现不仅大大扩展了关于晶体的认知，也有助于开发新的医学疗法，或将开启某种新技术的大门。（冯卫东） (责任编辑：glia)

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