Гибкие лиганды на изотропных наночастицах снижают координацию в сверхрешётках: опыты и расчёты
Наночастицы с деформируемой лигандной оболочкой образовали решётки с меньшим числом соседей, чем следует из упаковки твёрдых сфер, показали эксперимент и моделирование.
В статье на nature.com сообщается, что валентность в сверхрешётках наночастиц не обязана закладываться геометрией частиц. На сборках из гибких электростатически активных изотропных наночастиц авторы показали, что валентность может возникать спонтанно в ходе сборки nature.com
nature.comnature.comОткрыть источник ↗. По данным ScienceAlert, работа опубликована в Nature Materials.
В сверхрешётках притягивающие взаимодействия лигандов обычно приводят к плотным решёткам, где максимальна связь с ближайшими соседями. Поэтому считалось, что направленные связи и валентность требуют анизотропии формы частиц или рисунка на их поверхности.
Гибкость лигандов вместо формы частиц
Авторы установили: если лигандные оболочки достаточно деформируемы, лиганды перестраиваются и выстраиваются вдоль границ между частицами. Это создаёт эффективную валентность. Эксперименты и моделирование показали, что чем выше деформируемость лигандов, тем ниже координационные числа решётки.
В результате изотропные строительные блоки собрались в решётки с меньшей координацией, меньшей плотностью упаковки и меньшей симметрией, чем предсказывает упаковка твёрдых сфер nature.com
nature.comnature.comОткрыть источник ↗. Авторы также обозначили условия проектирования такой сборки и назвали гибкость лигандов параметром, которым можно программировать координацию.
Золотые частицы с полиэтиленгликолем
Согласно пересказу ScienceAlert, в опытах использовали золотые наночастицы с лигандами из гибкого полиэтиленгликоля. Из-за отсутствия жёсткости лиганды накапливались в местах контакта частиц, что ограничивало общее число возможных связей.
По словам авторов, это противоречит представлению последних 20 лет: связывающие лиганды должны быть жёсткими, а любое отклонение мешает формированию структуры. Процессом сборки по-прежнему можно управлять, меняя размер наночастиц и длину лигандов.
Исследователи получили упорядоченные кристаллические структуры, которых прежде не наблюдали. Функциональные свойства этих материалов ещё предстоит изучить.
