Кристаллы из наночастиц научились склеивать светом

Физики из Великобритании выяснили, что свет можно использовать в качестве "строительного материала" в наноинженерных задачах, сообщает Physics Web. Колин Бэйн из университета Дарема (Durham University) и Кристофер Меллор из Национального института медицинских исследований собрали при помощи пары лазерных пучков двумерную "кристаллическую" решетку из наночастиц полистирола, которая самопроизвольно разрушалась в отсутствие света.

Пересекающиеся световые пучки были направлены на поверхность кремниевой призмы, где которой от этого возникло слабое однородное электрическое поле. После того, как туда же нанесли водную взвесь полимерных частиц размером полмикрона, они стали упорядочиваться, складываясь друг с другом так, как это делают атомы в обычных кристаллах. Получившуюся структуру кристаллографы относят к "плотнейшим упаковкам" - это означает, что при склеивании таких монослоев частицы занимали бы минимальный (по сравнению с другими вариантами) объем.

Упорядочение микрочастиц, считают ученые, объясняется "возмущением" поля, которое вызывали сами частицы при рассеянии света. Известно, что похожий эффект можно наблюдать, если поместить частицы в поле переменной силы, структура которого "подсказывает" им структуру будущей решетки. Кроме того, сейчас разрабатывается "оптический пинцет", который позволяет передвигать отдельные нанотела за счет давления света.

Авторы открытия отмечают, что "световые кристаллы" воспроизводят свойства обычных: в них происходят такие процессы, как диффузия и миграция дефектов. Однако пока "световая сборка" годится только для изготовления двумерных решеток, которые имеют больше общих черт с поверхностными слоями кристаллов. После того как строгое теоретическое обоснование будет найдено, физики надеются придумать похожий способ сборки трехмерных структур из наноблоков.

Кристаллы из наночастиц научились склеивать светом