Гнучкі молекули допомогли вченим створити кристалічні структури з наночастинок, яких раніше не спостерігали. Метод дає змогу змінювати архітектуру матеріалу, добираючи розмір частинок і довжину молекулярних зв’язків
Фото: chatgpt.com
Підхід розробили дослідники Массачусетського технологічного інституту (MIT). Результати опублікували в журналі Nature Materials. Команда дослідила, як наночастинки можна з’єднувати молекулами-«лінкерами», щоб вони збиралися не лише у звичні щільні ґратки, а й у нові впорядковані конфігурації.
Чому гнучкість стала перевагою
Раніше для побудови впорядкованих матеріалів зазвичай покладалися на жорсткі зв’язки: вони задавали частинкам фіксоване положення. Гнучкі ланцюги могли здаватися перешкодою, бо здатні порушити регулярність. У досліді вчені використали молекули з протилежно зарядженими кінцями. Коли частинки зближувалися, лінкери згиналися й перебудовувалися, а заряджені кінці допомагали їм з’єднуватися.
Це дало кристалам змогу формувати мережу зв’язків не за єдиним наперед заданим шаблоном. Змінюючи розмір наночастинок і довжину молекулярного ланцюга, команда могла впливати на кількість сусідів, з якими з’єднувався кожен будівельний блок. Так дослідники керували його «валентністю» — числом доступних зв’язків.
Читайте також: ШІ подвоїв точність прогнозів погоди на кілька тижнів уперед
Кристали з новою архітектурою
Завдяки зміні параметрів автори отримали суперкристали з конфігураціями, яких раніше не спостерігали. Такі матеріали складаються з упорядкованих повторів наночастинок — структур, більших за окремі атоми й молекули. Їхня геометрія впливає на те, як матеріал взаємодіє зі світлом та іншими речовинами.
Контрольоване складання наночастинок може стати корисним для фотоніки, каталізу, медицини, сільського господарства й інших сфер, де потрібні матеріали з наперед заданими властивостями. Однак це поки лабораторний метод. Перед практичним застосуванням потрібно докладніше вивчити характеристики нових структур і перевірити, чи можна надійно виробляти їх у більшому масштабі.
Отже, дослідження пропонує спосіб точніше керувати тим, як наночастинки збираються у кристалі, і розширює набір структур, які матеріалознавці можуть створювати.
Ознайомтеся з іншими популярними матеріалами:
Учені поєднали гнучку сітку з клітинами серця: вони самі живлять пристрій
Учені навчили квантовий комп’ютер приборкувати хаос
Частка проблемних кредитів в українських банках упала до 17-річного мінімуму
Джерело: MIT News.
Telegram 
Viber 
