Исследователи Томского политехнического университета совместно с чешскими коллегами разработали инновационный подход для точного управления характеристиками наноматериалов на уровне единичной частицы. Благодаря этой методике ученые преобразовали золотые наностержни, придав их боковым граням гидрофильные свойства, а концам – гидрофобные. Это означает, что одна наночастица может одновременно и притягивать, и отталкивать жидкость.
Простые пути к сложным наноматериалам
«Нами созданы наночастицы с разнородными функциональными группами – это исключительно перспективный тип наноматериалов для множества применений. Хотя подобные изыскания пока относятся к фундаментальной науке, существующие методики их синтеза слишком громоздки и мало пригодны для масштабирования. Наш подход намного проще и легко масштабируем. Ключевое достижение – первая успешная комбинация модификации поверхности солями диазония и иодония», — пояснил доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Павел Постников.
Анизотропия и плазмоника как ключ к управлению
Эксперименты с золотыми наностержнями разной длины стали возможны благодаря их анизотропной природе – зависимости свойств от направления (вдоль или поперек стержня). Центральной идеей стало использование локализованного поверхностного плазмонного резонанса – возбуждения плазмонов на поверхности металла светом. «Мы целенаправленно использовали эту особенность, проявляющуюся в наностержнях в разных направлениях», — отметил Павел Постников.
Этапы преобразования наночастицы
Учёные погружали частицы в раствор иодониевых солей. Под воздействием света заданной длины волны поверхностный плазмонный резонанс запускал химический процесс, покрывая концы стержней гидрофобными органическими соединениями. Последующий аналогичный этап с диазониевыми солями обеспечил покрытие боковых сторон стержней органическими соединениями с гидрофильными свойствами.
Перспективы фундаментального открытия
«Данная работа закладывает новый принцип управления свойствами материалов через трансформацию их наночастиц. Изящество подхода в его универсальности для других частиц и значительном упрощении процесса. Мы видим перспективу созданных структур в высокочувствительных сенсорах для обнаружения фосфолипидов, благодаря сходным свойствам», — подчеркнул Павел Постников.
Международная коллаборация и поддержка
Исследовательский проект проходит совместно со специалистами из Университета химии и технологии (Прага) при поддержке гранта Российского научного фонда.
Источник: scientificrussia.ru
