Cуществующие в настоящее время технологии позволяют с помощью так называемого «мокрого метода» синтезировать огромный спектр наноматериалов с хорошим контролем формы и размера частиц. Однако часто возникает потребность в создании полифункциональных материалов, сочетающих в себе различные свойства, например, магнитных полупроводников, нанокомпозитов металл - диэлектрик и т.д. С этой точки зрения представляют интерес материалы со структурой перовскита, обладающие интересными свойствами в наноразмерном состоянии. К сожалению, синтез таких наночастиц все еще остается очень трудным делом, поскольку традиционные методы, такие как золь - гель метод, гидротермальный синтез и т.д. обязательно сопровождаются последующей высокотемпературной обработкой, приводящей к росту зерен и агломерации частиц.
В последнее время начали возникать совершенно оригинальные методы, использующие для получения оксидных материалов различные биообъекты – грибы, дрожжи и бактерии. Они позволяют добиться хороших результатов, избегая «тяжелых» химических приемов. При этом материал растворяется в биомассе, где под действием ферментов и формируются наночастицы. Этот “bottom-to-up” метод уже был использован для синтеза наночастиц TiO2, SiO2, ZrO2, Fe3O4, а также BaTiO3.
Недавно же группа индийских ученых дала развитие этому методу, синтезировав с участием биомассы грибов BiMnO3 методом “top-down” . Такой процесс уже наблюдался в природе, однако в естественных условиях он происходит медленно и неконтролируемо, в отличие от впервые проведенного лабораторного «био-помола». Для осуществления данного метода учеными был синтезирован BiMnO3 по стандартной методике, когда свежеприготовленные гидроксиды висмута и марганца кристаллизовались при перемешивании в течение 4-6 часов, а затем выдерживались при 100°С в течение 12 часов. Для проведения «био-помола» грибы культивировали в течение 4 суток при температуре 50°С при pH 9 (слабощелочная среда), после чего они были выделены и суспензированы в водной суспензии BiMnO3. С целью контроля протекания процесса аликвоты полученной суспензии периодически (в течение 120 часов) исследовали с помощью TEM, TEM высокого разрешения (HRTEM), рентгеновской дифракции и ИК спектроскопии.
На рис. 1 показано изображение химически синтезированного BiMnO3,полученного с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Из рисунка видно, что частицы преимущественно квадратные, и наблюдается их агломерация. После взаимодействия с биомассой грибов происходит потемнение исходной водной суспензии. При этом важно отметить, что манганит висмута может быть стабилен в такой среде до нескольких суток. В данном случае взаимодействие проводили в течение 18, 48 и 120 часов. При этом (рис. 2) частицы приобретают сферическую форму и разделяются, уменьшая свой размер.
Таким образом, можно надеяться, что данный метод добавит новые возможности в ряду «top-down» методов синтеза наночастиц, заменив более дорогие методы, поскольку процесс «био-помола» является дешевым и представляет интерес как потенциальный промышленный метод получения наночастиц, сохраняющий их кристалличность.
