如何在分子合作与非合作之间做出选择，以实现自发的自组织模式形成？

《Physical Chemistry Chemical Physics》：How to choose between molecular cooperation and non-cooperation for spontaneous self-organized patterning?

本研究通过新型双层光照实验系统，探究亚硝基聚合物薄膜在液态基底上的自组织模式形成机制。实验表明激光偏振、强度和空间相干性分别调控表面光栅取向、集体分子运动及相位同步，存在明确的参数阈值。结合熵分析量化无序度与分子协作关系，数值模拟验证了理论模型，为光控表面工程提供了新思路。

　　

偶氮聚合物中的自发图案形成是一个例子，展示了简单的分子过程如何产生复杂的、自有序的结构。在这项研究中，引入了一种新的实验装置：一层薄薄的偶氮聚合物薄膜漂浮在液体基底上，使分子能够在没有刚性支撑物施加的机械限制的情况下自由移动。这种配置通过从上下两个方向照射样品的光线，可以直接探测光诱导分子自组织所需的最小信息量和能量条件。通过一系列系统实验，激光的偏振、强度和空间相干性成为驱动分子协同作用的关键因素。每个参数都存在一个阈值：偏振决定了表面光栅的方向，强度控制着分子的集体运动，而相干性则使分子相位同步。熵分析提供了无序程度的定量测量，表明矛盾或不充分的光学输入会导致分子协同作用的丧失以及表面结构随机性的增加。补充的模拟再现了观察到的阈值，并验证了该系统的控制方程，从而将分子尺度的动力学与宏观尺度的图案形成联系起来。这些见解加深了对光活性材料自组织机制的基本理解，并为可控表面工程开辟了新的途径，具有在光子学、微电子学和生物界面领域的潜在应用价值。