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晶体材料被广泛地运用于我们的日常生活中。结晶是晶体材料提纯和生产的一般过程。为了了解结晶的基本物理规律,一个多世纪以来,科学家们在实验和理论方面对结晶进行了大量研究。然而,时至今日,我们对结晶的理解依然不完全;主要的挑战源于原子太小,不能被直接观察和跟踪。与之相比,胶体粒子尺寸要大的多、运动较慢,可以通过光学显微镜直接观察和实时跟踪。更重要的是,溶液中的胶体粒子因为能够像原子一样形成固态、液态和气态,并可通过相变在不同态之间转换,因而可以被比作“原子”。在过去几十年,胶体的相变研究为我们了解结晶过程