Новости химической науки > Нанодеревья вырастают не из семян

Нанопровода из сульфида свинца, образующие древоподобные формы, демонстрируют возможность роста наноструктур без шаблонов и катализаторов.

Сонг Джин (Song Jin) и Мэтью Бирман (Matthew Bierman) из Университета Висконсин-Мэдисона говорят, что их нанопровода образуют спиральные ветви, напоминающие декоративный орнамент, просто благодаря дефектам кристаллической решетки.

SEM-образы нанососен из сульфида свинца. (Рисунок из Science, 2008, DOI: 10.1126/science.1157131)

Нанопровода, образующие причудливые шаблоны – катушки, цветы и спирали – не просто причуда химиков с обостренным чувством прекрасного. Такие разветвленные системы обладают большой площадью поверхности, благодаря чему могут эффективно взаимодействовать со светом, что делает их полезными для разработки солнечных ячеек, биосенсоров, катализаторов и фотонных кристаллов. Обычно для получения наноструктуры необходимо использование наличие нанокатализатора, который направляет рост нанопроводов в наноструктуры необходимого строения.

Однако для «нанососен» на основе сульфида свинца шаблоны и катализаторы не нужны. Джин получил новые наноструктуры совместным осаждением хлорида свинца (PbCl₂) и серы на кремниевую подложку при температуре паров 650°С в течение получаса в аргоново-водородной атмосфере.

По мере роста кристаллов атомы серы или свинца отклоняются от «правильного» положения, вызывая «винтовую» дислокацию, заставляющую атомы самоорганизовываться в некое подобие винтовой лестницы, которая является «стволом» нанодерева. Ветки образуются с меньшей скоростью благодаря кластернизации наночастиц сульфида свинца по мере роста кристалла.

Джин предполагает, что специальное введение кристаллических дефектов в нанопровода может помочь химиками исследовать новые фундаментальные свойства, появляющиеся у нанокристаллов в результате образования дислокации. Он уверен, что дислокации определяют механические свойства многих из существующих наноматериалов.

Источник: Science, 2008, DOI: 10.1126/science.1157131

метки статьи: #нанотехнологии, #неорганическая химия, #физическая химия, #химия поверхности