纳米粒子非常小，只有一纳米，也就是一米的十亿分之一，由于其独特的物理和化学性质，引起了材料科学家的极大兴趣。它们不能被肉眼发现，需要高度专业化的电子显微镜才能看到。

　　事实上，20世纪90年代和21世纪初成像技术的进步使纳米科学领域成为可能，俄勒冈州波特兰市刘易斯与克拉克学院化学系的教员安妮·本特利说。

　　她说:“我认为很多化学反应超出了人们能掌握的范围。”“你可以获得正在发生的事情的证据，但你仍然在调查一些太小的事情，你的眼睛看不到。你能做的任何事情都是有帮助的。”

　　于是，本特利就这么做了，他创建了纳米粒子形成的最简单几何形状的3D模型。她用纸或3d打印材料制作了这些模型的说明，这是她与人合著的一篇文章的一部分，发表在《化学教育杂志》上，题为《晶格平面、晶体切面和纳米颗粒形状控制的入门》。

　　纳米粒子有不同的几何形状，或者是结晶的，或者是由原子组成的，这些原子按照三维重复的模式排列。这些形状显示平面，称为平面或切面，类似于宝石上的切割。这些晶体表面的原子排列影响着材料的特殊性能，Bentley说。

　　“这些形状来自于原子的这种排列，”她说。“当材料在不同的晶体平面上以不同的方式切割时，制造不同形状的动机实际上归结为原子的排列。”

　　在论文中，Bentley专注于低指数形状，她将其描述为三种最简单的切割结构的方法。

　　“还有很多更复杂的方法来切割它，但这是三种基本的方法，通过将它们分成六块、八块或十二块——立方体、八面体或菱形十二面体。在这篇文章中关注这三个人是很自然的选择。”

　　本特利说:“纳米科学在课程中是一个介于化学和物理之间的主题，而且也介于本科和研究生水平的研究之间。”

　　“重要的是，初级材料化学家对晶体平面、切面和生长方向有一个基本的了解。他们还需要了解用于索引这些属性的三位数符号系统，即米勒索引。否则，这个系统看起来就像一堆神秘的数字。”

　　她认为，以一种易于理解的形式提供知识基础是很重要的，这可以帮助教育者介绍这一重要且不断发展的领域。虽然可以通过计算机模拟程序创建比3d打印模型更复杂的结构，但宾利认为，能够将模型握在手中是有好处的。

　　“我喜欢看着就能思考的东西她补充说，3D模型对于理解这个关键的纳米科学主题特别有用。

　　在本特利的实验室里，她和学生们致力于操纵小瓶液体中的金原子来控制纳米粒子的形状。

　　“你只需要在合适的温度下创造合适的条件，一个有利于生长特定形状的整个环境，”她说。

　　本特利研究的是金纳米颗粒，它以其催化特性或加速化学反应的能力而闻名。她解释说，材料切片的方式暴露了不同的原子模式。先前的研究已经确定了一种特殊的金纳米颗粒形状，即12面菱形十二面体，在将二氧化碳转化为燃料材料方面更有效。

　　“这就像回收，”本特利说。“这种纳米颗粒形状不仅使研究人员能够从大气中去除二氧化碳，而且还允许他们将二氧化碳转化为某种可以使用的燃料。因此，如果我们能够培育出只有这一面的粒子，那将是一个真正的优势。”