分子重生：走进瑙莫夫博士（Dr. Panče Naumov）突破性的自愈合晶体研究
Dr. Panče Naumov, Image credit: NYU Abu Dhabi 当有序结构赋予自我修复能力 晶体一直被视为坚硬和易碎的象征，如今却展现出一种令人惊叹的隐藏特性：自我修复的能力。引领这一突破的是潘切·瑙莫夫博士（Dr. Panče Naumov）及其在纽约大学和纽约大学阿布扎比分校的研究团队。自二〇一〇年代中期以来，他们通过揭示并解释分子晶体的自我修复行为，正在重新定义材料科学的边界。他们的研究为固态材料的内在动态提供了深刻见解，并为新一代具有耐久性、可持续性和适应性的技术铺平了道路。这项开创性的研究成果发表于二〇二五年四月十四日的《自然评论·化学》期刊，标志着响应性材料研究领域的重要进展。 概念飞跃：晶体作为软物质 对自愈合分子晶体兴趣的重新涌现始于2016年左右，源自一个关键的概念转变。”大约在2015年，我们意识到有机晶体可以被归类为软材料，类似于塑料和橡胶等其他软材料，但还具有结构有序性，使它们成为独特材料的附加特征，”瑙莫夫博士解释道。这一认识引发了一个关键假设：如果传统软材料表现出自我修复特性，那么它们高度有序的晶体对应物或许也能。 受到自修复聚合物中使用的动态共价化学的启发，这种化学中的化学键可以在室温下自发断裂和重新形成而无需外部能量输入，瑙莫夫博士的团队着手设计具有内置修复机制的有机晶体。”我的高级研究员帕特里克·科明斯博士（Dr. Patrick Commins）专注于合成含有二硫键的有机晶体，这些键可以在室温下断裂和重新形成，”瑙莫夫回忆道。虽然合成相对直接，但真正的挑战在于证明修复确实发生了。 穿越晶体迷宫：测试中的挑战 与可塑性聚合物或凝胶不同，后者可以模制成”骨骼形”等标准化测试形状，有机晶体会根据其内部结构和生长条件形成特定的几何形状。它们的小尺寸和形状控制的缺乏使传统的机械测试方法变得不可行。”我们意识到必须设计新的测试方法，”瑙莫夫博士解释道。 他的团队开发了一种创新方法：先故意损坏晶体，然后将其安装在能够测量微小力的微型拉伸测试机上，完全破坏它，接着精心连接碎片，确保在断裂界面处有紧密接触。经过24小时的愈合期后，测量重新断裂晶体所需的力，并与完整未破坏的晶体作为对照进行比较。”我们在综述论文中详细说明了这些测试协议，以便其他研究人员可以采用并开发类似的方法，”瑙莫夫博士补充道，强调了在这一新兴领域建立新标准的必要性。 The image illustrates self-healing molecular crystals—a groundbreaking discovery challenging traditional views of crystalline materials as merely rigid and brittle. The glowing blue hexagonal structure shows one side intact while the other heals visible fractures, symbolizing […]
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