Слоистые жидкости выстраивают наночастицы в полезные комбинации
Москва, 11:02, 27 Мар 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Материаловеды из Университета Дьюка теоретизировали новый подход к концепции полных противоположностей для создания самособирающихся материалов с необычной архитектурой из сферических наночастиц.
Получившиеся системы могут быть полезны для оптики, плазмоники, электроники и многофазных химических катализаторов, сообщает eurekalert.org. Результаты исследования описаны в статье журнала ACS Nano.
Сами по себе наносферы стремятся собраться вместе, формируя случайные кластеры либо трехмерную кристаллическую структуру. Но ученые обычно хотят получить полосы или листы для использования преимуществ определенных феноменов, возникающих в пространствах между разными типами частиц. Они ищут способы точного контроля размера и расположения этих объектов.
В новом исследовании адъюнкт-профессор Гаурав Арья предложил метод на основе слоев, формируемых жидкостями, стремящимися разделиться, как масло и уксус. Помещенные в такую систему, наночастицы стремятся собраться на границе сред. Но они там не остаются. Добавляя молекулы «масла» или «уксуса» к поверхности частиц, ученые перемещают их ближе к соответствующему слою.
«Наносферы пытаются собраться в объемный кластер, в то время как разные жидкости тянут их к себе, — сказал Арья. – Возникают конкурирующие силы, которые можно использовать для создания уникальных и интересных структур».
Идея заключается в точном контроле того, как каждая частица отталкивается одной из сред. Изменения этого свойства, вместе с другими характеристиками, вроде состава и размера, материаловеды могут создавать различные формы: от веретенообразных молекулоподобных структур, до зигзагов, где за раз контактируют только 2 наносферы. Подход позволяет также создавать несколько взаимодействующих слоев.
В статье, доказывающей работоспособность концепции, предлагается использовать любое сырье. Золото и полупроводники подойдут для плазмоники и электронных устройств. Другие металлические элементы могут катализировать разные реакции. Противодействующие среды изготавливаются из разных тиров полимеров.
