Исследователи в Политехническом Институте Ренсселаер (США) разработали новый, ультрапростой метод нанесения слоя золота толщиной в одну миллиардную долю метра. Процесс, который не требует никакого сложного оборудования и наносить золотое покрытие почти на любую поверхность, включая кремниевые пластины, что может иметь огромное значение для производства полупроводников и наноэлектроники.
Пел-Ки Ич, доцент кафедры прикладной Физики и астрономии с аспирантом Мэтью Н. Мартином ввел в жидкий толуол — распространенный промышленный растворитель — золотые наночастицы. Наночастицы формируют плоский, плотно упакованный слой золота на поверхности жидкости, где она встречается с воздухом. Помещаем капельку этой жидкости с золотом на поверхность, и ждем испарения толуола. Исследователи были в состоянии успешно покрыть много различных поверхностей — включая 3-дюймовую кремниевую пластину — монослоем золота из наночастиц.
«Было огромное продвижение в последние годы химических синтезов коллоидных наночастиц. Однако, изготовление фильма монослоя наночастиц, который является пространственно однородным во всех весах длины — от миллимикронов до миллиметров — все еще, оказывается, настоящий вызов,» сказал Ич. «Мы надеемся, что наш новый ультрапростой метод для того, чтобы создавать монослои вдохновит других ученых и инженеров в применении золотых наночастиц.»
Результаты исследования, названного «Заряженные золотые наночастицы в неполярных растворителях: синтез за 10 минут и 2-D самосборка,» были изданы недавно в журнале Langmuir.
Принимая во внимание, что другие методы синтеза занимают несколько часов, этот новый метод химически синтезирует золотые наночастицы только через 10 минут без необходимости в любой очистке после синтеза, говорит Ич. Кроме того, золотые наночастицы имеют особенность в том, что не несут заряд в неполярных растворителях для 2-D самосборки.
Предварительно о 2-D самосборке золота наночастицы в капельке толуола было известно, что лишние лиганды замедляют и усложняют процесс самосборки.Поэтому требовалось, чтобы энергонезависимые лишние лиганды были удалены в вакууме. Напротив, новый метод Ич гарантирует, что золотые наночастицы, плавающие на поверхности толуола осядут меньше чем за одну секунду, без потребности в вакууме. Тогда испарение займет только несколько минут для капельки толуола и будет оставлен золотой монослой.
«Расширение этого метода 2-D самосборки к другим видам наночастиц, например магнитным и полупроводящим частицам, является стимулом, но содержит очень большой потенциал,» сказал Ич. «Пленка монослоя магнитных наночастиц, например, важна для области хранения данных. Наш новый метод может открыть и другие многообещающие применения.»