Впервые собраны сложные структуры из разносортных наночастиц

 Все кластеры имеют одинаковую форму (фото Benjamin Yellen lab).

Сразу три типа наночастиц с различными магнитными свойствами выстроились в красивые объекты в ферромагнитной жидкости. Учёным из университетов Дюка (Duke University) и университета Массачусетса в Амхерсте (UMass) удалось собрать их с помощью магнитного поля.Ранее исследователи схожим методом научились получать наноструктуры из одинаковых частиц, теперь же американцы представляют работу, в которой сложные фигуры были собраны из разносортных частиц в ферромагнитной жидкости при помощи изменяющегося внешнего поля.

Изменяя намагниченность жидкости, можно контролировать притягивание и отталкивание различных частиц. Если точно настроить необходимые параметры, можно наблюдать процесс самосборки сложных объектов.
Чтобы увидеть происходящее, физики поместили раствор между двумя предметными стёклами и посмотрели на него в микроскоп.

Ферромагнитная жидкость (ferrofluid), созданная Винсентом Ротелло (Vincent Rotello) и Баппадитой Саманта (Bappaditya Samanta) из UMass, представляет собой смесь суспензий наночастиц (из веществ, содержащих железо). В присутствии внешнего магнитного поля она сильно поляризуется, и начинается сборка различных фигур.

Чтобы получить столь впечатляющий результат, учёным пришлось изрядно повозиться с подборкой концентраций различных частиц.

"Фигуры в виде цветков и Сатурна – лишь первые примеры структур, которые можно создать с помощью этой технологии", — рассказывает в пресс-релизе университета Дюка аспирант Рэндалл Эрб (Randall Erb).

После отключения внешнего поля фигуры снова распадаются. Но полученный результат можно закрепить, то есть теоретически возможно "склеить" полученные фигуры после их самосборки (специальным веществом или простым нагреванием). Со временем данный метод может быть использован для создания различных оптических и биомедицинских устройств, систем хранения данных.

"В дальнейшем мы надеемся научиться собирать сложные объекты и из более мелких составляющих", — говорит руководитель проведённого исследования профессор Бенджамин Йеллен (Benjamin Yellen). Для этого учёным предстоит подобрать другую ферромагнитную жидкость и новые концентрации наночастиц.