Цивилизация
Ученые из Токийского университета впервые заглянули в «черный ящик» образования золотых нанокластеров и открыли новый необычный тип наноструктур — так называемые «золотые квантовые иглы». Работа опубликована в журнале Journal of the American Chemical Society (JACS).
Золото, ассоциирующееся с роскошью, давно стало ключевым элементом нанотехнологий: на наноуровне оно обладает уникальными свойствами. Обычно кластеры из нескольких десятков атомов синтезируют путем восстановления ионов золота в присутствии защитных лигандов. Но контролировать форму и размеры частиц на ранних стадиях роста до сих пор было крайне трудно.
Группа под руководством профессора Тацуи Цукуды применила необычные условия синтеза, которые позволили «заморозить» кластеры в самом начале их формирования и изучить их при помощи рентгеноструктурного анализа. Ученые обнаружили, что рост идет анизотропно — с разной скоростью в разных направлениях. И именно так возникла новая форма: вытянутые, похожие на карандаши структуры, составленные из атомов золота.
Эти «квантовые иглы» получили свое название из-за квантового поведения электронов, заключенных в кластерах: они могут принимать лишь строго определенные значения энергии. По словам исследователей, находка оказалась неожиданной: ожидали увидеть привычные сферические кластеры, но вместо этого удалось зафиксировать совершенно новую конфигурацию.
Благодаря способности взаимодействовать со светом в ближнем инфракрасном диапазоне «квантовые иглы» открывают перспективы для высокоточного биомедицинского изображения и более эффективного преобразования световой энергии.
«Мы хотим продолжить эксперименты и попробовать синтезировать новые типы нанокластеров, а также вместе с коллегами найти практические применения «золотых квантовых игл»», — отметил профессор Цукуда.
Ранее физики создали кристаллы, парящие в пространстве-времени.