Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Октапод - структурная единица будущего материала
Макроструктуры из октаподов в окружении линейный цепей
Упорядоченная решетка полученного материала под электронным микроскопом

Самосборка октаподов в каркас

Ключевые слова:  наночастица, пористые материалы, самосборка

Опубликовал(а):  Чепиков Всеволод Николаевич

12 октября 2011

Самосборка молекул в сложные функциональные единицы почти повсеместно встречается в живой природе. Число таких процессов, реализованных в технологии нанокристаллов, также растет, хотя этот подход все еще находится на довольно примитивном уровне. Нанокристаллы уступают по сложности и функциональности биомономерам {Прим. ред.: ... но не будем переживать по этому поводу, это столь разные вещи!}, а процесс сборки сложных структур отличается достаточно плохим качеством.

На процесс формирования упорядоченных структур влияют многие факторы (Ван-дер-Ваасьсовы, кулоновские, поверхностные, капиллярные и магнитные силы), что делает его чрезвычайно чувствительным к подбору оптимальных условий. Как правило, определяющими являются свойства "мономеров" (размер, форма частиц, их лиофильные и электростатические свойства) и растворителей, в которых происходит контролируемая агрегация наночастиц.

Процесс самосборки должен быть высокоселективен. Для этого на поверхности частиц кодируется "информация" о сборке. Затем с помощью различных функциональных групп, привитых на поверхность, становиться возможным изменять характер взаимодействия между наночастицами. Для связывания частиц используются различные бифункциональные "линкеры" или комплиментарные молекулярные пары "ключ-замок". После образования цепей происходит их самоагрегация в макроструктуры под действием электростатических и других сил.

И, тем не менее, в синтезе таких структур остается еще немало нерешенных проблем. Основными являются сложность синтеза исходных нанокристаллов с заданной морфологией и распределением по размеру, а также селективность их сшивки, немаловажной является и проблема очистки целевой структуры от исходных "мономеров" и "олигомеров" без ее разрушения. Все это накладывает серьезные ограничения на качество, воспроизводимость и максимальный размер структуры.

Совсем недавно в данной области появилось новое направление - синтез упорядоченных структур из разветвленных нанокристаллов (тетраподов и октаподов). Он состоит из двух основных стадий: сначала нанокристаллы формируют линейные цепи, а они затем самоорганизуются в трехмерные структуры (при упаривании растворителя или при сушке). Примечательно, что свойства данных структур определяются формой нанокристаллов. Однако, по сравнению с обычными кристаллами, сборка разветвленных частиц имеет ряд сложностей. Во-первых, до недавнего времени не было возможности синтезировать монодисперсные по размеру наночастицы, сохраняющие стабильность в растворе. На данный момент эта проблема решена для составных кристаллов с ядром из CdSe и 8 "ножками" из CdS, растворенных в неполярных или малополярных апротонных растворителях, таких как толуол и хлороформ. Вторая проблема - это сложная форма нанокристаллов, которая ограничивает их подвижность в растворе и может приводить к образованию вредных аморфных прослоек, которые нарушают процесс кристаллизации. С другой стороны, форма частиц уже "несет в себе" информацию о сборке, которую просто необходимо реализовать в подходящих условиях. В ходе многочисленных экспериментов было выявлено, что при добавлении ацетонитрила происходит коагуляция частиц как в толуоле, так и в хлороформе.

Синтез описанных структур является интересным шажком на пути к созданию новых материалов, в частности, для для солнечной энергетики и электроники.


Источник: Nature Materials




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Следы на песке
Следы на песке

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ”
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ” 5-9 августа 2019 года в Новосибирске

I МОСКОВСКАЯ ОСЕННЯЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ПЕРОВСКИТНОЙ ФОТОВОЛЬТАИКЕ
14-15 октября 2019 года состоится школа - конференция молодых ученых - I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019).

Золото России на Международной Химической Олимпиаде
30 июля в Париже завершилась 51-я Международная химическая олимпиада. Она была рекордной по числу участников - 309 школьников из более, чем 80 стран. Олимпиада прошла под девизом "Двигаем науку вместе" ("Make the science together"). Сборная России на олимпиаде завоевала 4 золотые медали и в медальном зачете поделила 1-2 место с командой Кореи. Победителями стали Михаил Матвеев (Вологда) и три москвича - Даниил Бардонов, Алексей Шишкин и Никита Чернов.

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.