Для получения наноструктуры просто добавь воды
Опубликовано ssu-filippov в 17 декабря, 2010 - 07:05
Способов получения наноструктур
существует великое множество. Можно распылять вещество лазером,
облучать газоразрядной лампой или даже соскребать со стенок
термоядерного реактора. А можно просто растворить наночастицы в воде и подождать, пока она высохнет.
Учёные из Центра фотохимии РАН и компании СИАМС («Системы анализа
изображений и моделирования структур») создали математическую модель,
которая позволяет предсказать, как именно изменение свойств подложки,
концентрации частиц, температуры среды и других параметров повлияет на
образующуюся структуру. Это означает, что таким несложным способом
теперь можно получать упорядоченные структуры с заданными свойствами.
Работа, выполненная при поддержке ФЦП «Исследования и разработки по
приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса
России на 2007–2012 годы» и РФФИ, будет опубликована в ближайшем номере
журнала «Российские нанотехнологии». Она представляет интерес как для
фундаментальной, так и для прикладной науки.
- Во-первых, исследование развивает теорию упорядочения в
диссипативной системе – основную область интересов синергетики. Процессы
самосборки организованных структур в неравновесных открытых системах
обеспечивают, например, существование органической жизни, и поэтому их
математическое моделирование – очень востребованная задача.
- Во-вторых, программа позволяет проектировать микроструктуры и
материалы с определённой морфологией. Получаемые ансамбли частиц могут
быть как двумерными, так и трёхмерными, и отличаться плотностью
распределения частиц на подложке, типом упаковки и другими параметрами.
Пётр Лебедев-Степанов и его коллеги исследовали параметры системы,
влияющие на конечный результат, – свойства поверхности, размер и массу
частиц, вязкость растворителя и так далее. Все эти характеристики были
внесены в компьютерную модель, описывающую процесс испарения жидкости и динамику движения наночастиц
внутри капли. Полученная программа описывает процесс высыхания капли с
учётом разнообразных параметров – от броуновского движения до силы
адсорбции – и позволяет с высокой точностью предсказать характеристики
структуры, формирующейся после высыхания. Для экспериментальной проверки
модели авторы использовали капли воды со взвешенными в ней полистирольными частицами размером 540 нм. Частицы занимали 0,5 или 1 процент от всего объёма капли, равного 280 пиколитрам (1 пиколитр = 10–12 литров).
Наноструктуры в основном формируются на периферии
высыхающей капли. Испарение воды по краям вызывает гидродинамические
потоки жидкости, направленные от центра капли, а они увлекают
содержащиеся в воде частицы. В результате возникает кольцеобразная
структура, параметры которой могут быть изменены предсказуемым образом
при внесении различных поправок в стартовые параметры системы. Авторы
доказали, что предложенная ими компьютерная модель хорошо
воспроизводится в экспериментальных условиях, а значит, может широко
применяться в прикладных научных исследованиях.
Результаты исследований будут опубликованы в статье:
П. В. Лебедев-Степанов, Р. М. Кадушников, С. П. Молчанов, Н. И. Рубин, Н. А. Штуркин, М. В. Алфимов. Моделирование самосборки ансамблей микро- и наночастиц в испаряющейся микрокапле раствора. – Российские нанотехнологии. – № 1–2.- – 2011 год.
Пожалуйста, оцените статью:
- Источник(и):
1. Наука и технологии РФ http://www.nanonewsnet.ru/news/2010/dlya-polucheniya-nanostruktury-prosto-dobav-vody
|