荷蘭代爾夫特理工大學的研究人員Laura Rossi和她的小組發現了一種用微小的顆粒–所謂的膠體–製造合成材料的新方法。他們與來自女王大學和阿姆斯特丹大學的研究人員一起表明，可以簡單地利用這些膠體的形狀來製造新材料的有趣構件，而不考慮膠體顆粒的其他屬性。Rossi表示：“這很引人注目，因為它開闢了一種思考材料設計的全新方式。”

膠體是微小的顆粒，大小從幾納米到幾微米。它們由分子的集合組成，可以有不同的屬性，這取決於它們的材料。Rossi解釋說：“在某些情況下，膠體可以表現得像原子和分子，但它們的相互作用不那麼強烈。這使它們成為新材料的有希望的構件，例如可以使其特性適應環境的互動材料。”

如果不加處理，這項研究中的立方體膠體由玻璃製成，會自行組裝成簡單的結構，如扭曲的立方體和六方體格。但是，科學家們沒有立即從構件到最終結構，而是採取了小群的膠體，將它們組合成更大的構件。當他們組裝這些膠體團時，他們最終得到了一個與自組裝結構不同的最終結構，具有不同的材料特性。“從化學的角度來看，我們總是專注於我們如何能夠產生某種類型的膠體，”Rossi說。“在這項研究中，我們已經將重點轉移到：我們如何利用已經存在的膠體來製造有趣的構件？”

根據Rossi和她的合作者Greg van Anders的說法，他們研究團體的最終目標之一是按需設計複雜的膠體結構。“我們在這裡發現的東西非常重要，因為對於可能的應用，我們需要有可以擴大規模的程序，這是目前大多數可用方法難以實現的。”van Anders補充說：“從不同的構件中預先組裝相同的’棋子’，並讓它們組成相同的結構，或者用相同的構件預先組裝不同的’棋子’，組成不同的結構，這種基本能力實際上是工程複雜結構的基本’棋步’。”

儘管Rossi研究的是材料設計的基本方面而不是應用，但她可以預見這項具體工作的最終應用。“我們發現，我們準備的結構的密度比你通過使用起始構件獲得的結構的密度低得多。因此，你可以考慮用於運輸的強而輕的材料。”

在Rossi的團隊在實驗室裡建造了膠體集群後，他們依靠女王大學的Greg van Anders團隊，用計算機模擬的方式從預組裝的集群中建造出最終的結構。“對於這類項目，能夠與其他能夠運行模擬的人合作是非常好的，不僅可以深入了解正在發生的事情，還可以測試實驗室實驗成功的機會有多大，”Rossi解釋說。“而在這種情況下，我們得到了非常有說服力的結果，即我們很好地理解了設計過程，所產生的材料可以是有用的。”

下一步將是在實驗室裡實際建造由膠體組製成的最終結構。“在看到這些結果後，我相信它可以做到，”Rossi說。“如果能有這種材料的物理版本，並把它拿在手裡，那就太好了。”