Клей для наночастиц

Исследователи Национальной Лаборатории Беркли министерства энергетики США, обнаружили простой, но, тем не менее, очень надежный способ заставить наночастицы самостоятельно собираться в комплексные структуры.

Добавляя специальные виды малых молекул к смеси наночастиц и полимеров, исследователи имеют возможность управлять самоорганизацией наночастиц и формировать одно-, двух- или даже трехмерные структуры без каких-либо изменений в химическом строении участвующих компонентов. Кроме этого, можно использовать внешние факторы, такие как свет и/или тепло, для получения более совершенных и сложных структур.

<Нами продемонстрирован простой и одновременно универсальный подход, позволяющий точно контролировать пространственное распределение легкодоступных наночастиц в диапазоне от нано до макро>, — говорит Тин Ксу, руководитель проекта.<Нашу технологию можно применить к множеству наночастиц, она должна открыть новые способы изготовления устройств из наноматериалов, включая высокоэффективные системы генерации и накопления солнечной энергии>.

Наночастицы — частицы материи размером в несколько миллионных метра проявляют очень полезные свойства, нехарактерные для макроскопических материалов — оптических, электронных, магнитных и т.д. Кроме того они склонны к самоорганизации создавать комплексные структуры и соблюдая иерархию, подобно тому, что природа обычно совершает с белками.<Точный контроль за пространственным расположением наночастиц и других наносистем — это ключ к созданию нового поколения технологически важных материалов, — отмечает Ксу. — Большинство ранее используемых методов предполагали модификацию поверхности>.

Раньше чтобы инициировать самоорганизацию наночастиц с высокой точностью применяли ДНК, но этот метод успешно работал только на ограниченных в размерах структурах и был неэффективен при большом количестве материала. По предположению Ксу, лучшим вариантом является использование блоксополимеров — длинных последовательностей или<блоков>однотипных молекул-мономеров, ограничивающих блоки другого типа.

<Блоксополимеры легко самоорганизуются в строгие наноструктуры на макроскопическом масштабе. Они станут идеальной платформой для управления организацией наночастиц, за исключением химически несовместимых компонентов>, — говорит Ксу.

Для осуществления взаимодействия молекул необходим посредник. Таким посредником, как обнаружили Ксу и ее команда, является определенный вид малых молекул, которые, соединяясь с наночастицами, способны<склеивать>их друг с другом. В своем исследовании ученые использовали два типа малых молекул, обозначенные ими PDP и OPAP, приводимые в действие теплом (PDP) и светом (OPAP).<Прелесть этого метода в том, что он обходится без сложной химии>, — говорит Ксу.<Это настоящая plug-and-play технология, в которой вы всего лишь смешиваете наночастицы с блоксополимерами и добавляете необходимые вам малые молекулы>.

<Смешайте основные компоненты — наночастицы, полимеры и малые молекулы — подействуйте на смесь с помощью тепла, света и других факторов, и эти компоненты образуют сложные структуры или системы, — говорит Ксу. — Это похоже на то, как делает сама природа>. Об этом сообщает агентство "Информнаука".