Химики изобрели технологию для сборки наноструктур

Группа ученых с кафедры химии университета Флориды разработала новую технологию для выращивания новых материалов из нанопрутьев.

У материалов с расширенными свойствами, созданных из наноструктур, есть потенциал для реконструкции рынка, от обработки данных до медицины. Однако попытки собрать наноразмерные объекты в сложные структуры чаще всего неудачны. Новое исследование представляет основной прорыв в данной сфере, демонстрирующий, как термодинамические силы можно использовать для управления ростом и превращением наночастиц в суперчастицы с беспрецедентной точностью.

Результаты опубликованы в издании Science.

«причина, по которой мы решили собрать наночастицы вместе, заключается в создании новых материалов с обобщенными свойствами», сказал доцент химии Чарльз Као. „Объединение атомов кислорода и водорода в соотношении два к одному: синергия даст нам воду, то есть кое-что со свойствами, полностью отличающимися от свойств отдельных компонентов“.

В ходе исследования синергия флуоресцентных нанопрутьев, временами используемых в качестве биомаркеров в биомедицинских исследованиях, привела к суперчастице с таким соотношением поляризации эмиссии, которое могло сделать ее хорошим кандидатом на использование в создании нового поколения поляризованных светодиодов, применяемых в дисплеях, например, 3d-телевизоров.

„Технология создания отдельных нанопрутьев хорошо усвоена“, сказал постдокторант Тай Вон. „Однако нам недостает метода сборки этих частиц контролируемым способом для получения полезных структур и материалов“.

Ученые поместили отдельные нанопрутья в жидкости, которые реагировали с определенными гидрофобными областями наночастиц и придвинули их друг к другу, сформировав более сложную частицу.

Два различных метода обработки привели к получению двух разных продуктов.

„Одна обработка дала кое-что и вовсе неожиданное — суперчастицы с действительно сложной структурой, отличной от чего-либо , виденного прежде“, сказал Вон.

Другая привела к созданию менее сложной структуры, которую Вон с коллегами в итоге вырастили в маленький квадратик поляризованной пленка, в четверть размера почтовой марки.

Ученые уточнили, что пленка может использоваться для повышения на 50% эффективности поляризованных светодиодных экранов для телевизоров и компьютеров с использованием доступных технологий производства.

„Я работаю над сборкой наночастиц в течение десятилетия“, сказал доцент химии Дмитрий Талапин из университета Чикаго, которые не принимал участия в данном исследовании. „Есть масса проблем, которые удастся преодолеть благодаря сборке наночастиц. Я не думаю, что кому-либо прежде удавалось заставить их самостоятельно собираться в суперчастицы, как удалось ученым вместе с Таем Воном. Они добились прорыва в точности и контроле“.

19.10.2012