«Мы думаем, что такие возможности по задаваемой сборке открывают широкие горизонты перед технологиями создания «умных» композитных частиц, новых функциональных материалов, микромашин с движущимися частями»

Физики из Университета Нью-Йорка сконструировали наночастицы, которые могут соединяться друг с другом не в случайном порядке, а по закономерностям, обусловленным их формой. Это первый успешный опыт создания частиц, принципы сборки которых могут быть заранее «запрограммированы», так чтобы можно было задавать структуру и свойства создаваемого синтетического материала.

«Мы думаем, что такие возможности по задаваемой сборке открывают широкие горизонты перед технологиями создания «умных» композитных частиц, новых функциональных материалов, микромашин с движущимися частями» – пишет один из исследователей.

В основе процесса лежит создание и манипуляции с коллоидом – взвесью частиц в жидкой среде. Примеры коллоидов в бытовой среде – молоко, желатин, стекло, фарфор. Работая с микроскопическими, в 25 раз меньше толщины волоса частицами ученые сумели создать механизм «ключа и замка», который позволяет частицам соединяться друг с другом строго определенным образом.

«Ключом» является любая сферическая частица. Для создания «замка» требуется многоступенчатый процесс полимеризации. Для этого исследователи поместили в воду каплю масла, что привело к образованию затвердевшей внешней облочки, к которой присоединяются другие сферические частицы. Настоящая работа представляет собой часть проекта, которым занимаются различные ученые – понять то, как малые частицы собираются в комплексные материалы и научиться управлять этими процессами. Сложные материалы нельзя собрать просто спрессовывая частицы, они конструируются в процессе самосборки, а многие стороны этого процесса пока что не поняты учеными. Поэтому, как надеются нью-йоркские физики, их разработка должна помочь ученым лучше понять и улучшить процессы самосборки.