Группа исследователей из США определила, как именно происходит рост нанокристаллов. Эта информация в дальнейшем позволит осуществлять контролируемый рост нанокристаллов с желаемыми свойствами. Для этого Ульрих Дамен (Ulrich Dahmen) и Пол Аливисатос (Paul Alivisatos) изучили поведение отдельных наночастиц платины в растворе.

«Видеоряд», формирования нанокристалла, полученный с помощью просвечивающего электронного микроскопа. (Рисунок из Science, 2009. DOI: 10.1126/science.1172104)

Исследователи использовали просвечивающий электронный микроскоп [transmission electron microscopy (TEM)] с жидкостной ячейкой, позволяющий наблюдать поведение жидкости в вакууме. Такая разновидность TEM была разработана еще в 2003 году, однако для изучения механизма роста нанокристаллов она применяется впервые.

Дамен и Аливисатос отмечают, что понимание механизма роста нанокристаллов необходимо для синтеза нанообъектов с желаемыми физическими свойствами. Практически невозможно получить одинаковые по форме нанокристаллы, поэтому изучение образования одной частицы может оказаться более информативным, чем изучение способов образования их в смеси.

Наиболее часто использующаяся модель роста нанокристаллов формулируется следующим образом – мономерные металлосодержащие частицы сталкиваются с растущим нанокристаллом и связываются с ним, способствуя его укрупнению. Однако в последнее время также высказывалось и предположение о том, что в росте крупных нанокристаллов существенную роль играет и взаимодействие меньших по размеру нанокристаллов.

Методика TEM позволила исследователям наблюдать оба эти механизма в действии. Дамен и Аливисатос полагают, что регулирование соотношения этих процессов позволяет понизить разброс размеров и форм образующихся нанокристаллов, и в результате получать почти монодисперсный образец.

1. Science, 2009. DOI: 10.1126/science.11721042.

2. ChemPort