Нанометр уже несколько раз писал о неорганических фуллереноподобных структурах (inorganic fullerenes, IF) и об израильском профессоре Р. Тенне (R. Tenne), группа которого занимается их изучением. Сейчас они разрабатывают методы синтеза наноматериалов при помощи концентрированного солнечного излучения.
Ранее было показано, что IF могут быть получены при помощи лазерной абляции. А в последнее время стало модно, особенно в южных странах, использовать энергию солнца для осуществления высокотемпературных химических превращений. Таким способом можно обеспечить температуру в реакторе до 2000 К.
Солнечный свет был сфокусирован при помощи зеркал и доставлен в лабораторию по оптоволокну. На конце волновода была расположена кварцевая ампула с исходными веществами – смесями MoS2 с аморфными SiO2 или SiO в разных соотношениях.
В результате после облучения в ампулах были обнаружены следующие образования. Во-первых, фуллереноподобные структуры MoS2. Многостенные сфероидальные наночастицы (10-35 слоев) имели диаметр 50-100 нм и образовывали плотные агломераты. Помимо этого были найдены маленькие 5-10 нм частицы, состоящие из 1-3 слоев и имеющие форму октаэдров со скругленными вершинами. При высоких температурах синтеза преобладают маленькие частицы, а при низких – крупные многостенные.
Во-вторых, нанотрубки MoS2 с внешним и внутренним диаметрами 10-25 и 6-15 нм соответственно и длиной 50-2000 нм. У большинства трубок концы были открыты, но встречались и замкнутые.
В-третьих, из SiO2 получились нановолокна диаметром 20-50 нм и длиной 5000 нм, а также сферы диаметром 200-300 нм. MoS2 необходим для протекания реакции, т.к. он, в отличие от SiO2, черный и хорошо поглощает свет. Из смеси MoS2 и SiO получились нанопровода из кремния, покрытые слоем аморфного SiO2.
Таким образом, было показано, что дешевый и экологически чистый метод позволяет получить ряд довольно интересных наноструктур без использования катализаторов и сложных прекурсоров. Напомним, что IF на основе MoS2 обладают исключительно низким трением и перспективны для использования в качестве твердых смазок. Нанопровода Si и SiO2 интересны с точки зрения наноэлектроники и оптики, кремниевые наносферы тверже алмаза, а наночастицы SiO2 могут выступать в роли катализатора.
Работа «Singular MoS2, SiO2 and Si nanostructures – synthesis by solar ablation» была опубликована в Journal of Materials Chemistry.
