Исследователи разработали новые типы материалов, которые объединяют два или три типа наночастиц в структуры, которые демонстрируют принципиально новые свойства, такие как суперфлуоресценция, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Nature.
«Вся цель этого исследования - создать новые материалы с новыми свойствами и/или новыми экзотическими структурами, - сказал Алекс Травессет, профессор физики и астрономии Университета штата Айова и научный сотрудник лаборатории Эймса Министерства энергетики США. - Эти материалы состоят из крошечных наночастиц, и обладают свойствами, не присущими более традиционным материалам, состоящим из атомов и молекул».
В этом случае международная исследовательская группа объединяет перовскитные нанокубы - крошечные кристаллы с полезными электрическими или оптическими свойствами - со сферическими наночастицами, чтобы сформировать регулярную повторяющуюся структуру, называемую сверхрешеткой. Исследователи успешно собрали три разные сверхрешетки, одна из которых обладала сверхфлуоресценцией, а другая - нет.
Среди исследователей, кроме Алекса Травессета, также Максим Коваленко, профессор химии и прикладных биологических наук Швейцарского федерального технологического института ETH Zürich и Игорь Чернюх, докторант ETH Zürich.
«Это исследование - пример того, как структура определяет функцию», - сказал Травессет. В статье ученые впервые объединили наночастицы, провели теоретические и вычислительные исследования, которые установили, какие структуры будут возможны, а также сделали количественные прогнозы. Оказалось, что предсказания совпадают с экспериментальными результатами.
Травессет сказал, что проект демонстрирует, что «структура определяет оптоэлектронные свойства. Это свойства, которые зависят от реальных структур - от того, как расположены частицы».
Исследователи из ETH Zürich собрали наночастицы, а исследователи из IBM Research Europe измерили суперфлуоресцентные свойства наночастиц.
Хотя целью этого проекта было продвижение фундаментальной науки, Травессет сказал, что основное открытие приведет к некоторым практическим применениям, таким как сверхяркие квантовые источники света.
Перовскитовые материалы очень эффективно превращают солнечный свет в электричество, поэтому они изучаются для использования в солнечных батареях. Теперь, благодаря методам сборки, обнаруженным в этом проекте, Травессет сказал, что различные наночастицы могут быть объединены для производства новых материалов с одновременно дополнительными свойствами.
«Теперь мы можем взять удивительные свойства перовскитов, -
сказал Травессет, - и объединить их с наночастицами с
дополнительными свойствами и конструкционными материалами,
которые одновременно выполняют несколько функций».
[Фото: eurekalert.org]
