Автор: Дарья Колмина
"Питерские заметки", 09.11.2023:
Новый самособирающийся нанолист (двумерная наноструктура с толщиной от 1 до 100 нм) может радикально ускорить разработку функциональных и экологичных наноматериалов для электроники, энергосбережения, здравоохранения и безопасности.
Исследовательская группа, возглавляемая Лабораторией Лоуренса Беркли (Berkeley Lab), разработала новый самособирающийся нанолист, который может значительно увеличить срок службы потребительских товаров. При этом новый материал, будучи перерабатываемым, может способствовать новому производственному подходу, исключающему попадание одноразовой упаковки на свалку.
Исследователи смешали смеси материалов, способных к самосборке в мелкие частицы с чередующимися слоями компонентов. Эксперименты на Спаллационной нейтронной установке Оук Риджской Национальной лаборатории помогли исследователям понять начальные стадии самосборки смесей. По мере испарения растворителя маленькие частицы сливаются и спонтанно организуются, формируя слои, а затем превращаясь в плотные нанолисты. Таким образом, упорядоченные слои формируются одновременно, а не поочерёдно. Маленькие частицы должны перемещаться на небольшие расстояния, чтобы организоваться и заполнить промежутки, избегая проблем появления больших промежутков.
Исследователи предсказали, что сложная смесь, используемая в текущем исследовании, будет обладать двумя свойствами: помимо высокой энтропии, способствующей самосборке из сотен нанолистов, они также ожидали, что новая система нанолистов будет минимально подвержена влиянию различных поверхностей. Это, по их мнению, позволит той же самой смеси образовывать защитный барьер на различных поверхностях, таких как стеклянный экран электронного устройства или полиэфирных метаериалов.
Для тестирования работы материала в качестве защитного покрытия в нескольких различных приложениях исследователи попросили помощи у некоторых из лучших исследовательских центров.
В результате экспериментов в Molecular Foundry лаборатории Лоуренса Беркли показала, что к моменту испарения растворителя на объектах появляется структура из более 200 слоев нанолистов с очень низким количеством дефектов. Исследователи также смогли сделать каждый нанолист толщиной 100 нанометров с небольшим количеством промежутков, что делает материал особенно эффективным в предотвращении прохождения водяного пара, летучих органических соединений и электронов.
Исследовательская группа, возглавляемая Лабораторией Лоуренса Беркли (Berkeley Lab), разработала новый самособирающийся нанолист, который может значительно увеличить срок службы потребительских товаров. При этом новый материал, будучи перерабатываемым, может способствовать новому производственному подходу, исключающему попадание одноразовой упаковки на свалку.
Исследователи смешали смеси материалов, способных к самосборке в мелкие частицы с чередующимися слоями компонентов. Эксперименты на Спаллационной нейтронной установке Оук Риджской Национальной лаборатории помогли исследователям понять начальные стадии самосборки смесей. По мере испарения растворителя маленькие частицы сливаются и спонтанно организуются, формируя слои, а затем превращаясь в плотные нанолисты. Таким образом, упорядоченные слои формируются одновременно, а не поочерёдно. Маленькие частицы должны перемещаться на небольшие расстояния, чтобы организоваться и заполнить промежутки, избегая проблем появления больших промежутков.
Исследователи предсказали, что сложная смесь, используемая в текущем исследовании, будет обладать двумя свойствами: помимо высокой энтропии, способствующей самосборке из сотен нанолистов, они также ожидали, что новая система нанолистов будет минимально подвержена влиянию различных поверхностей. Это, по их мнению, позволит той же самой смеси образовывать защитный барьер на различных поверхностях, таких как стеклянный экран электронного устройства или полиэфирных метаериалов.
Для тестирования работы материала в качестве защитного покрытия в нескольких различных приложениях исследователи попросили помощи у некоторых из лучших исследовательских центров.
В результате экспериментов в Molecular Foundry лаборатории Лоуренса Беркли показала, что к моменту испарения растворителя на объектах появляется структура из более 200 слоев нанолистов с очень низким количеством дефектов. Исследователи также смогли сделать каждый нанолист толщиной 100 нанометров с небольшим количеством промежутков, что делает материал особенно эффективным в предотвращении прохождения водяного пара, летучих органических соединений и электронов.