Получение гексагональных плотноупакованных коллоидных монослоев известно довольно давно и нашло широкое применение в фотонике, нанолитографии, плазмонике и многих других областях. В последнее время все большое внимание стало удиляться созданию неплотноупакованных коллоидных монослоев и монослоев, состоящих из частиц существенно различающихся размеров. В последнем случае удается получить монослои с различной упаковкой, варьируя соотношение частиц различных размеров и сами размеры частиц.
Предложенные к настоящему времени методы (среди которых spin-coating, контролируемая сушка, самосборка, индуцируемая внешним электрическим полем и т.д.) обладают множеством недостатков, среди которых наиболее существенным является невозможность строго контролировать стехиометрическое соотношение между компонентами. В противоположность технологически сложным методам коллектив исследователей из Германии и Греции вернулся к первоистокам, а именно к ванне Ленгмюра, с помощью которой им удалось получить бинарные коллоидные монослои различной стехиометрии из частиц различных размеров.
Для этого водно-этанольный коллоидный раствор прикапывался на частично гидрофилизованное стекло, помещенное под углом 450 к границе раздела воздух-вода, в результате чего коллоидные частицы располагались на границе раздела фаз. После установления равновесия монослой сжимался, и сформировавшийся плотноупакованный слой переносился на заранее подготовленную подложку на дне ванны, откачиванием воды из нее.
Определив долю частиц, скапливающихся на границе раздела воздух-вода, ученым удается строго контролировать стехиометрический состав образующегося монослоя. Кроме того, для тонкой настройки структуры монослоев можно варьировать pH раствора, благодаря наличию карбоксильных групп на поверхности частиц. Так, с ростом pH с 6 до 9 количество частиц на границе уменьшается в 2 раза за счет увеличения усиления электростатического отталкивания между частицами.
