Меняя размеры частиц и длину полимерных цепей, можно получить кристаллические решетки, которых раньше не существовало. Источник: Unsplash

Ученые из Массачусетского технологического института и университета Делавэра (США) разработали новый способ сборки наночастиц в материалы с заданной структурой. Работа опубликована в журнале Nature Materials.

В основе подхода лежит отказ от привычной идеи делать соединительные молекулы (лиганды) жесткими. Вместо этого исследователи сделали их максимально гибкими и снабдили электрическими зарядами разного знака. Когда частицы сближаются, лиганды сами изгибаются и соединяются с противоположными зарядами, а их гибкость ограничивает число связей каждой частицы.

Это позволяет управлять плотностью и строением сети наночастиц, не подбирая заранее направления связей и не усложняя синтез. Меняя размеры частиц и длину полимерных цепей, можно получать кристаллические решетки, которых раньше не существовало.

Гибкие соединительные молекулы с заряженными концами сами изгибаются при сближении частиц и образуют связи с противоположными зарядамиИсточник: Unsplash

По словам авторов, такой метод проще масштабировать, чем прежние подходы, требующие жестких лигандов и точного выравнивания. Он открывает путь к менее плотным структурам наночастиц, которые нужны для фотоники, химического катализа, медицины и сельского хозяйства.

Работа показывает, что гибкость соединителей можно использовать как отдельный инструмент настройки структуры материала. Это шаг к созданию настраиваемых материалов на основе наночастиц вне лабораторий.