Ученым впервые удалось создать высококачественную и стабильную наносеть с помощью недорогой борной кислоты.
Стабильные двумерные сети из органических молекул являются важными компонентами в различных нанотехнологических процессах. Однако производство таких сетей-подложек толщиной в один атом с высокими качеством и стабильностью остается сложной проблемой.
Ученые из Nanosystems Initiative Munich (NIM) впервые создали именно такую сеть из молекул борной кислоты.
Сегодня даже дорогостоящие восточные ковры имеют небольшие ошибки. Говорят, что благочестивые ткачи сознательно делают крошечные ошибки в их тонкой работе, потому что только Бог имеет право быть безупречным. К сожалению, молекулярные «ковры» наноиндустрии далеки от такой точности и пестрят дефектами структуры.
Именно поэтому так важна новая технология, позволяющая создавать высококачественные полимерные подложки с помощью недорогой борной кислоты. «Ковры», разработанные в NIM, состоят из упорядоченных двумерных структур, созданных путем самоорганизации молекул борной кислоты на поверхности графита. После удаления вод молекулы исключительно за счет химических связей связываются в прочую сеть толщиной в один атом.
Молекулярные сети могут стать «штампом» для производства однородных наночастиц, применяемых в различных сферах: от производства лакокрасочных покрытий, до лечения онкологических заболеваний
Молекулы, расположенные симметрично в форме пчелиных сот, создают наноструктурированную поверхность, поры которой можно использовать, например, для производства металлических наночастиц строго определенных формы и размера.
Такие молекулярные «ковры» очень нужны науке и промышленности, в частности в качестве почти идеальной модели-шаблона. Однако они не очень стабильны, поскольку их ячейки-молекулы соединены не очень сильными связями, таким как водородный мостик или силы Ван-дер-Ваальса. При этом часто требуются прочные сети с сильными межмолекулярными связями. Однако слишком сильное сцепление молекул делает невозможным последующее исправление дефектов, возникших в процессе изготовления сети.
В новой технологии дефекты в конструкции сети устраняются в процессе самоорганизации: дефектные непрочные связи разрушаются и заменяются нормальными.
Новая технология позволяет без существенных дефектов создать молекулярный ковер со стабильной ковалентной связью. Метод основан на реакции связей, создающей молекулярный ковер из отдельных молекул борной кислоты. Это реакция конденсации, в которой освобождаются молекулы воды. Если реакция происходит при температуре чуть больше 100°С и с небольшим количеством воды, то дефекты сети исправляются в процессе ее образования. В результате получается стабильные и хорошо упорядоченные однослойные структуры.
По материалам: CNews