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

 

Кристаллическая роза
Кристаллическая роза

Периодическую таблицу Менделеева опять улучшили: наночастицы пятивалентного плутония
Соединения шестивалентного плутония в щелочной среде могут привести к кристаллизации фазы (NH4)PuO2CO3, которая стабильна в течение нескольких месяцев и содержит пятивалентный плутоний. Получение новой фазы пятивалентного плутония фундаментально интересно и открывает новые возможности в разработке более эффективных технологий переработки радиоактивных отходов.

MAPPIC 2019. Второй день
15 октября 2019 года прошел второй день I Московской осенней международной конференции по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

MAPPIC 2019. Первый день
14 октября 2019 года успешно открылась I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.