在《自然•材料》近日在线发表的论文《Single crystal texture by directed molecular self-assembly along dual axes》（DOI: 10.1038/s41563-019-0389-1）中，冯训达（第一作者）和宾夕法尼亚大学Chinedum Osuji教授（通讯作者）等合作者报道了一种通过强磁场和表面场协同的取向作用构筑在宏观尺度（平方厘米）上具有单晶结构的超分子液晶自组装体系。近20年来，学术界和工业界长期致力于开发嵌段共聚物“导向自组装”技术用于制备高度有序无缺陷的微纳米结构，目标是为下一代存储器和集成电路提供更小的电路节点。然而，嵌段共聚物的大面积有序取向需要很苛刻的技术，同时较难克服自身缺陷密度高，自组装尺度较大等弱点。冯训达与合作者认为，超分子液晶在由于具有较强的各向异性，对电场、磁场有极强的响应度，相比嵌段共聚物其大面积有序取向更容易获得。同时，液晶超分子的结构多样，通过合理的分子设计能够得到更为丰富的物理性能。在《自然•材料》这篇论文中，作者利用了具有倾斜堆积的盘状液晶由于对称破缺，其两维的晶格在磁场中的取向是唯一的特点，成功取向了盘状液晶自组装柱状相的晶格。同时，通过传统液晶显示器使用的表面锚定作用，就可以控制自组装柱状相的柱长轴的取向，因此在磁场和表面场的协同作用下，通过简单的热退火，就可以获得大面积的单晶结构。该成果报道的自组装方法在先进低维材料研究领域具有重要意义。

两种盘状液晶的晶格在磁场的取向情况

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41563-019-0389-1