Sieci nanocząstek

Precyzyjne projektowanie struktur sieci nanocząstek stało się możliwe

Zestaw reguł dla sieci nanocząstek jest tym, czym reguły Linusa Paulinga dla sieci krystalicznej atomów - wyjaśnia, która struktura będzie najbardziej stabilna. Jednak reguły opracowane przez Chada A. Mirkina i współpracowników idą krok dalej - umożliwią chemikom nie tylko przewidywanie, ale również dokładne projektowanie właściwości materiałów. Tak zaprojektowane materiały znajdą zastosowanie m.in. w optyce, katalizie i separacji gazów.

Naukowcy wykorzystują cząsteczki DNA połączone z nanocząstkami złota do tworzenia periodycznych sieci. Dokonuje się to za sprawą hybrydyzacji między niciami DNA na sąsiadujących cząstkach. Donieśli oni ostatnio, że proces ten jest sterowany za pomocą sześciu regułów, dotyczących rozmiaru nanocząstek, długości DNA oraz jego sekwencji.

Jedna z tych zasad jest jednak nadrzędna i wszystkie inne da się z niej wyprowadzić: Struktura, która maksymalizuje liczbę wiązań hybrydyzacyjnych, jest strukturą uprzywilejowaną termodynamicznie.

Struktury te zależą od sumarycznego rozmiaru aglomeratur DNA+nanocząstka (ich promienia hydrodynamicznego), a nie od rozmiaru poszczególnych składników. Przez zmianę łącznika albo rozmiaru nanocząstki, zespołowi udało się zaprojektować sieci o przestrzeniach średnicy od 25 do 150 nm. W sumie stworzyli 41 kryształów, z ktorych każdy miał jedną z 9 struktur sieciowych.

- W normalnej chemii nie możemy tego robić - tłumaczy. - Nie możemy zmieniać rozmiaru atomów. Jednak w tej układance ,,atomami" są zespoły nanocząstka+łącznik, których rozmiar można dowolnie zmieniać i to w bardzo prosty sposób.

Jedną z wad tych niezwykłych układów jest to, że istnieją tylko w fazie ciekłej. W ciele stałym ulegają rozpadowi. Ich przeniesienie do fazy stałej stanowi nie lada wyzwanie.

drukuj ten artykuł  |   poleć artykuł znajomemu

Najświeższe informacje w kanale RSS

Chemical News:

• Policestabilne po gruntownych zmianach
• Ryszard Kunicki odwołany
• Formalina od LANXESSA
• Rekordowy rok Polic
• BASF: przemysł naftowy i wydobywczy
• Restrukturyzacja przynosi efekty
• Rekordowy I kwartał w DuPont
• Poprawa koniunktury za dwa lata
• Procesory pod napięciem
• BASF z prawami do techonologii LFP