对偶对称性，复旦大学破局！极简规则造：复杂微观晶格 超导材料 光子晶体

来自 实验室仪器网

复旦大学科研团队联合东京大学、南京大学等机构，在《自然》发表重磅研究，提出 对偶对称性引导（DSG） 全新设计，打破 复杂材料组装必须依赖复杂基元 的传统瓶颈，为超导材料、光子晶体等复杂功能器件制备开辟极简新路径。

晶格结构是决定材料宏观物性的核心，传统自组装需采用复杂基元、定向化学键或专用模板，实验条件苛刻、易产生结构缺陷，难以制备大面积高质量晶格。团队历经六年探索，从几何对偶性原理切入，颠覆传统思路，发现复杂晶格可拆解为两组互为对偶的子点阵，仅需锚定其中一组低对称性子晶格，剩余粒子就能在纯各向同性相互作用下自发精准填补，完成复杂晶格重构。

DSG通过减少锚定点保留粒子自由体积，形成高效缺陷弛豫通道，实现晶格自我修复，彻底解决传统组装粒子 卡壳 的行业痛点。团队借助声-光耦合光镊技术开展二维胶体实验，结合分子动力学模拟，成功实现9种复杂阿基米德晶格自组装，并拓展至8、10、12重旋转对称的二维准晶结构，验证了方法的普适性。

新设计不依赖特定体系，可跨二维材料、胶体体系、原子分子体系应用，还能从二维推广至三维结构，大幅降低制备难度、提升结构质量。目前团队正结合AI自动筛选最优衬底结构，持续拓展三维晶格与复杂准晶应用场景。

这项成果被《自然》审稿人誉为 优雅的工作，融合物理、数学、化学交叉优势，构建了全新的材料设计底层逻辑，为超导、光子器件等前沿领域提供关键技术支撑，推动复杂功能材料可控制备迈入极简高效新阶段。

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