在千变万化的大自然中，有一种新奇的物质存在方式，整体看似混沌无序，但在任何尺度下每个简单局部的形态都与整体高度相似，浩如星系，繁如树枝，绚如闪电，微如雪花，无一不体现出局部与整体相似的数学之美、艺术之美和自然之美。这就是分形几何结构。由法裔美籍科学家曼德尔布罗（B. B. Mandelbrot）所提出的“分形”概念用来描述具有扩展对称性的自相似结构。分形几何结构是自然界中物质普遍存在的、最接近自然结构的形式之一，体现了宏观无序与微观有序之间的相互联系。顾名思义，分形晶需兼具分形的自相似特征以及晶体的（准）周期性，是不同于传统晶体、准晶的一种新的晶体类型。
近日，2003网站太阳集团首页欢迎您物理电子学研究所、纳米器件物理与化学教育部重点实验室“青年千人计划”特聘研究员王永锋课题组与化学与分子工程学院吴凯教授，信息学院侯士敏教授、彭练矛教授等合作，成功制备出基于配位键的分形晶，并观测到分形晶与传统晶体的共存与竞争。相关成果以题为《具有C3ν点群的谢尔宾斯基三角分形晶》（Sierpiński-triangle fractal crystals with the C3ν point group）和《分形晶与传统晶体的共存与竞争调控》（Controlling molecular growth between fractals and crystals on surfaces）的论文，分别发表于《中国化学快报》（Chinese Chemical Letters, 2015, DOI: 10.1016/j.cclet.2015.08.006）和《美国化学会?纳米》（ACS Nano, 2015, DOI: 10.1021/acsnano.5b04427）。实验研究部分由信息学院博士后李娜，博士研究生张雪、顾高臣主要完成，理论计算部分则主要由博士研究生王昊完成；华中科技大学吕京涛教授、法国国家科学研究中心唐浩研究员、玛丽.居里-斯克罗多夫斯卡大学Pawel Szabelski教授等也参与了研究。
王永锋课题组及其合作者目前正致力于研究分形晶、准晶与传统晶体三相的共生长。通过在惰性金属表面共沉积折线形C3P7有机分子和Fe原子，利用二者之间所形成的稳定配位键，制备出完美的表面配位谢尔宾斯基（Sierpiński）三角分形结构。由于引入了金属磁性原子，分形结构可能具有潜在的催化作用与磁学性质。H3PH分子通过氢键可以形成三聚体与四聚体，两者能量相近，前者倾向于形成分形晶，后者倾向于形成二维晶体，故可以在表面观测到分形晶与晶体的共存，从而通过改变基底、覆盖度与分子结构，得以实现二者的竞争调控。
此前，王永锋与吴凯教授等联合制备出若干列卤键分形结构，成果以题为《谢尔宾斯基三角分形的分子组装》（Assembling molecular Sierpiński triangle fractals）的论文发表于《自然?化学》（Jian Shang, Yongfeng Wang, Min Chen, et al. Nature Chemistry, 2015, DOI: 10.1038/NCHEM.2211），并被选为当期封面文章。
以上研究工作得到了国家自然科学基金、科技部重大科学研究计划等资助。
