Дослідники з Массачусетського технологічного інституту замінили жорсткі зв’язки в кристалічних структурах на надзвичайно гнучкі. Це дозволило створити принципово нові форми з наночастинок.
Протягом двох десятиліть у матеріалознавстві панувало переконання, що для керування структурою з наночастинок молекулярні зв’язки обов’язково мають бути жорсткими та фіксованими. Однак команда вчених із Массачусетського технологічного інституту (MIT) довела, що протилежний підхід може дати вражаючі результати. Стаття про це вийшла в журналі Nature Materials.
Читайте також:
Революція у виробництві мікросхем. Учені створили нановізерунки на твердих матеріалах за кімнатної температури Замість фіксованих лігандів дослідники оснастили наночастинки дуже гнучкими полімерними ланцюгами з протилежними електричними зарядами на кінцях. Завдяки взаємному притяганню такі з'єднувальні елементи вільно згинаються й підлаштовуються в міру зближення частинок. Це дозволило системі самостійно формувати стабільні конфігурації без складного попереднього проєктування кожного зв’язку.
Раніше вважалося,
що будь-яке відхилення від жорсткої конструкції призведе до руйнування структури. Однак експерименти показали: гнучкість полімерів визначається кількістю сусідніх атомів, з якими може з'єднатися кожна частинка. Змінюючи розміри частинок і довжину ланцюгів, учені змогли зменшити кількість зв’язків і сформувати більш відкриті, розріджені кристалічні ґратки, які ніколи раніше не спостерігалися в лабораторних умовах.
Традиційні методи контролю, що ґрунтуються на формі частинок або точковій модифікації поверхні, є надто складними для масового виробництва й застосовні лише до обмеженого кола матеріалів. Новий підхід долає це обмеження. Завдяки йому фахівці зможуть незалежно обирати властивості окремих наночастинок і керувати їхньою просторовою організацією.
Це відкриття має величезний потенціал для багатьох галузей — від фотоніки та хімічного каталізу до медицини, виробництва нових сенсорів та енергетичних технологій. Створення матеріалів із відкритими наноструктурами дозволить поєднати унікальні характеристики окремих будівельних блоків із практичною ефективністю.
Читайте також:
Гібридний метод синтезу дозволив об'єднати складні молекули в єдину електронну систему
