Автор AZoNano 31 мая 2021 года

Исследователи разработали новые типы материалов, которые объединяют два или три типа наночастиц в структуры, демонстрирующие принципиально новые свойства, такие как суперфлуоресценция.

«Вся цель этого исследования состоит в том, чтобы создать новые материалы с новыми свойствами и / или экзотическими новыми структурами, », – сказал Алекс Травессет, профессор физики и астрономии Университета штата Айова и научный сотрудник Лаборатория Эймса Министерства энергетики США «Эти материалы состоят из очень крошечных материалов, наночастиц, и обладают свойствами, не присущими более традиционным материалам, состоящим из атомов и молекул»

В данном случае международная исследовательская группа объединяет перовскитные нанокубцы – крошечные кристаллы с полезными электрическими или оптическими свойствами – со сферическими наночастицами, чтобы сформировать регулярную повторяющуюся структуру, называемую сверхрешеткой. Исследователи успешно собрали три разные сверхрешетки, одна из которых демонстрирует сверхфлуоресценцию, а другая – нет.

«Это пример того, как структура определяет функцию, », – сказал Травессет.

Исследователи сообщили о своем открытии в статье, только что опубликованной в журнале Nature которая также стала обложкой номера

.

Максим Коваленко, профессор химии и прикладных биологических наук Швейцарского федерального технологического института ETH Zürich, является руководителем проекта и автором статьи. Первым автором является Игорь Чернюх, докторант ETH Zürich.

Это первый раз, когда такие наночастицы были объединены, сообщают исследователи в статье.

Травессет, на веб-сайте кампуса которого он назван профессором « Все, что связано с наночастицами», сказал, что он предоставил группе теоретические и вычислительные рекомендации, которые установили, какие структуры будут возможны, а также сделали количественные прогнозы.

Оказалось, что предсказания совпадают с экспериментальными результатами.

Травессет сказал, что проект демонстрирует «структуру, которая определяет оптоэлектронные свойства. Это свойства, которые зависят от реальных структур – от того, как расположены частицы».

Четырехлетний грант в размере 385 000 долларов от Национального научного фонда поддержал работу Травессета над проектом.

Исследователи из ETH Zürich собрали наночастицы, а исследователи из IBM Research Europe измерили суперфлуоресцентные свойства наночастиц.

Хотя целью этого проекта было продвижение фундаментальной науки, Травессет сказал, что основное открытие приведет к некоторым практическим применениям, таким как сверхяркие квантовые источники света.

Перовскитовые материалы очень эффективно превращают солнечный свет в электричество, поэтому они изучаются для использования в солнечных батареях. Теперь, благодаря методам сборки, обнаруженным в этом проекте, Травессет сказал, что различные наночастицы могут быть объединены для производства новых материалов с одновременными дополнительными свойствами.

«Теперь мы можем взять удивительные свойства перовскитов», – сказал Травессет, «и объединить их с наночастицами с дополнительными свойствами и конструкционными материалами, которые одновременно выполняют несколько функций».

Источник: https://www.iastate.edu/