Учёные из Стэнфордского университета и государственной ускорительной лаборатории SLAC научились «плести» самые тонкие в мире нити из алмазов. При всем этом новая разработка не имеет ничего общего с ювелирным делом.
Наноалмаз, по другому - адамантан, представляет собой наименьшую структурную единицу кристаллической сетки алмаза. Исходными веществами для синтеза были раствор сульфата меди, содержащий ионы металла, и раствор адамантантиола.
За последнее десятилетие команда под управлением доктора Чжи-Сюнь Шэня (Zhi-Xun Shen) предложила несколько методов использования алмазных наночастиц в разных устройствах от электронного микроскопа до крошечных девайсов.
Американские ученые научились получать нанопровода с проводящим центром диаметром в три атома и «алмазной» изоляцией. За счет действия между кристаллами сил Ван-дер-Ваальса ученым удалось добиться самосборки такой конструкции.
Учёные соединили каждую частичку адаманта с атомом серы, а после этого в особом растворе связали с серой ион меди. Авторы ассоциируют этот процесс самосборки структуры со сборкой конструктора LEGO, так как каждая деталь крепилась к строго определенному месту.
«Подобно деталям LEGO они подходят друг к другу только определённым образом, что определяется их размером и формой», — говорит соавтор исследования Фэй Хуа Ли (Fei Hua Li) в пресс-релизе Лаборатории.
При взаимодействии различные субъекты в данной среде самостоятельно соединялись друг с другом по определенной ориентации (подходили друг другу как кубики в конструкторе Lego), образуя провод с сердцевиной из серы и меди, по которой может двигаться электрический ток, и «изоляцией» в виде алмазоидов.
Этот же процесс был использован создателями для получения одномерных нанопроводов на основе кадмия (для оптоэлектроники), цинка (для солнечных элементов и пьезогенераторов), железа и серебра. Они также экспериментировали с разными видами растворителей и иными молекулами оболочки — карборанами.
В итоге им удалось подобрать ингредиенты, которые при смешивании всего за полчаса самостоятельно складываются в нанопроволоку.
При помощи новейшей технологии можно создавать тончайшие кабеля для самых различных целей. «Легко представить себе вырабатывающую энергию одежду из таковых проводов», — говорит один из ученых.
Приобретенные результаты могут привести к уменьшению размеров актуальных на сегодняшний день электронных устройств, а еще к получению эффективного метода сборки новых материалов с чудными свойствами — к примеру, крошечных солнечных батарей, которые можно встроить в одежду, отмечают авторы исследования.
Хотя процессы самосборки материалов уже хорошо известны, это 1-ый, разрешающий получить нанопровод с кристаллической сердцевиной, имеющей отличные электронные свойства.
