Во многих научных журналах публикуются статьи, в которых учёные синтезируют и описывают всё новые и новые неорганические структуры. Однако для потенциального применения различных материалов одним из важнейших критериев является воспроизводимость тех или иных выдающихся результатов. Группа французских учёных решила часть этой нелёгкой проблемы в работе, опубликованной недавно в NanoLetters. Они разработали в деталях подход для получения различных наноструктур, начиная от нанотрубок и заканчивая наноспиралями, на основе диоксида кремния с помощью золь-гель технологии.
Золь-гель процесс является достаточно простым примером самоорганизации органических систем. А полученные с помощью данной технологии органические наноструктуры можно использовать в качестве темплатов для создания материалов с самой экзотической морфологией. В частности, данный подход интенсивно изучается и даже успешно и широко применяется для создания материалов на основе диоксида кремния с различной морфологией и контролируемой пористостью.
За основу авторы работы взяли ПАВ (C2H4-1,2-((CH3)2N+C16H33)2) и TEOS в смеси с бензиламином в качестве катализатора. TEOS подвергался гидролизу на поверхности «шаблонного» органического геля. Затем органика удалялась путём отжига при температуре 450°С. На рисунке 1 представлены микрофотографии полученных образцов.
Далее учёные решили исследовать влияние различных факторов на морфологию: концентрации органического геля (рис.2), времени старения геля (рис.3), присутствия ахиральных молекул (рис.4), температуры как самого геля при его формировании, так и смеси его с TEOS при осаждении диоксида кремния (рис.5-6). Проведённые исследования позволили предложить некоторую модель, которая описывает получение данных неорганических наноструктур (рис.7-8).
Авторы работы уверены, что если продолжить исследования в этом направлении, то можно получить ещё больше неожиданных и необычных результатов (к примеру, управлять кинетикой поликонденсации TEOS). К тому же, всё ещё существует проблема синтеза данных объектов с заданными геометрическими параметрами и в индивидуальном состоянии, что существенно, к примеру, для создания сенсоров и наноразмерной электроники. Но учёные обещают решить и эту проблему.
