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莫比烏斯帶是藝術和手工課的標誌性作品,它是一條看似無盡的絲帶,只有一面和一個邊緣,可以用手工紙和膠帶製作而成,如今它被賦予了新的面貌。根據今天發表在《自然》雜誌上的一份報告,科學家們已經成功地將晶體生長成莫比烏斯結構。
一條絲帶或紙片可以很容易地扭曲和彎曲,因此普通的莫比烏斯帶本身並不是什麼了不起的工程壯舉。相比之下,晶體具有固有的剛性結構。為了製造他們的微型莫比烏斯帶,日本北海道大學的Tanda Satoshi和他的同事將硒(Se)和鈮(Nb)粉末的混合物放入石英管中,並加熱到700攝氏度以上。在這些條件下,硒在蒸汽、霧和液相之間變化。微小的液態硒滴充當了條帶形成的線軸(見圖)。隨著NbSe3晶體的生長,它們纏繞在液滴周圍,兩端相遇,形成了一個直徑與人類頭髮絲相當的無縫環。透過改變生長條件,研究人員誘導晶體扭曲一次,形成莫比烏斯帶,或扭曲兩次,形成“8字形”晶體帶。
目前尚不清楚這些微型莫比烏斯帶究竟有什麼用途。但科學家們認為,可以透過改變液滴的大小來製造不同尺寸的條帶,他們已經將這項技術應用於許多其他化合物。作者認為,這些形狀奇特的晶體可能有助於研究表面特徵的量子力學效應。