Ученые из Новой Зеландии и Австралии создали металлические «наноснежинки»

Исследователи предлагают новый способ создавать металлические наноструктуры – за счет самосборки атомов в нужную форму. Это может найти применение в технике и технологиях, использующих наноматериалы, сообщает Оклендский университет технологий (Новая Зеландия). Статья, посвященная исследованию, опубликована в журнале Science. 

Команда выращивала кристаллы металлов – никеля, меди, цинка, олова, платины, висмута, серебра и алюминия – в галлии, который использовали как металлический растворитель. Этот мягкий серебристый металл, который применяется в полупроводниках, переходит в жидкое состояние при температуре чуть выше комнатной.

Металлы растворялись в галлии при высоких температурах. После охлаждения образовывались металлические кристаллы симметричных форм: кубов, шестиугольных пластин. А, например, кристаллы цинка сформировались в металлические «снежинки» – подобно настоящим снежинкам. Гексагональная решетка молекулы цинка объясняет получившуюся форму. 

Чтобы получились металлические «наноснежинки», определенную роль сыграла структура жидкого галлия (которая была вовсе не случайной). Ученые показали, что взаимодействие между атомарными структурами различных металлов и жидким галлием приводит к появлению кристаллов различной формы.

Новый метод поможет создавать наноразмерные структуры (нанометр — это одна миллиардная часть метра) необходимой формы. Эти структуры могут использоваться, например, в производстве электроники: они сделают материалы более прочными и легкими. Так же они могут пригодится в очистке окружающей среды, так как способны связываться с токсинами.

«В отличие от нисходящих подходов к формированию наноструктуры — путем вырезания материала — восходящий подход основан на самосборке атомов, – отмечают авторы работы. – Аналогично тому, как природа создает наночастицы. К тому же, это менее расточительно и гораздо точнее, чем нисходящие методы».

[Фото: WAIPAPA TAUMATA RAU, UNIVERSITY OF AUCKLAND]