News image News image News image News image News image News image News image News image


Водные процедуры с полимерными наношариками
Нанотехнологии как наука - Нанотехнологии о воде

водные процедуры с полимерными наношариками

Полистирол в быту является в разных формах. Коробочки для компакт-дисков, стаканчики для йогурта и материалы для теплоизоляции — лишь некоторые примеры из множества тех обиходных вещей, которые состоят из этого полимера. В наномире исследователи тоже используют полистирол — а именно, в виде крохотных шариков. С одной стороны, с их помощью можно изучать основополагающие феномены наномира, с другой — потому, что эти частицы участвуют в различного рода задачах, например, в структурировании поверхностей запоминающих устройств или биосенсоров. При этом, однако, шарики должны образовывать упорядоченные слои.

Как удалось выяснить Ульриху Йонасу (Ulrich Jonas) и его коллегам из Института полимеров им. Макса Планка (Майнц, Германия), это совсем не трудно — организовать в такие слои шарики, каждый из которых меньше одного мкм в диаметре. Для этого сначала их «выращивают» из водной эмульсии стирола, в которой стирол находится в виде взвеси мельчайших капелек — наподобие масла, размешанного в воде. Добавление в эмульсию специальной соли приводит к тому, что капельки стирола превращаются в шарики полистирола. Исследователи высушивают эти крохотные шарики, с тем чтобы вновь поместить в воду — теперь шарики уже не тонут, а плавают на поверхности воды. Такое удивительное поведение полимеров известно химикам давно, но природа его до сих пор не ясна. Возможно, дело в том, что при высушивании «водолюбивые» части полимера уходят внутрь шарика, а водоотталкивающие оказываются на поверхности.

Для получения слоев ученые используют как раз этот переменчивый характер полимеров. Правда, для просушки им приходится распределять шарики по достаточно широкой поверхности. Потому что затем шарики организуются в высокоупорядоченный слой только в том случае, если они не касались друг друга в процессе просушки.

Из воды — и снова в воду: сначала ученые из института Макса Планка получают из водной эмульсии стирола крохотные шарики (слева); помещенные снова в воду (в центре), шарики располагаются на ее поверхности в упорядоченный слой, после чего этот слой можно перенести на другой материал (справа). Рисунок: Max-Planck-Institut fur Polymerforschung

Как только высушенные шарики вновь попадают в воду (точнее, на воду), они плотно сдвигаются — так, что каждый из них окружен еще шестью. Это приводит к сильному сцеплению между ними — настолько сильному, что исследователи легко могут переносить образовавшуюся тонкую пленку на твердую поверхность. Для этого они погружают предмет, на который хотят нанести покрытие, в воду под плавающие на ее поверхности шарики и вновь вынимают. При этом полимерная пленка покрывает даже неровные поверхности. Таким же образом ученые могут получать не только однослойные строго организованные покрытия, но и наслаивать их друг на друга. «Свойства шариковых монослоев можно регулировать с помощью размера частиц полимера», — объясняет Йонас. Так, слои из меньших шариков подавляют блики на поверхностях. Слои же из более крупных шариков демонстрируют эффект лотоса: капли воды скатываются с них, при этом очищая поверхность. Полистироловые нанопокрытия можно использовать и в качестве маски для напыления и, в результате, структурировать наноскопические оптоэлектронные элементы.

Но, пожалуй, самое примечательное в таких слоях — мельчайшие просветы между шариками, которые неизбежны в силу самой их формы, даже когда они так плотно прилегают друг к другу. «Вообще говоря, тонкие полимерные пленки несложно получать и другими способами, — говорит Йонас. — Сложно потом делать в них отверстия». Новая технология исследователей из института Макса Планка делает покрытия пористыми — таков побочный эффект строгой упорядоченности.

Наряду с шариками из полистирола для получения тончайших полимерных слоев ученые использовали и другие — из плексигласа. «Наша технология открывает пути к созданию наноструктурированных материалов с новыми свойствами», — объясняет Йонас. В настоящее время его команда экспериментирует со слоями, которые должны состоять из шариков разной величины.

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

Нанотехнологии в космосе

News image

 «Роснанотех» и научно-производственное предприятие «Квант» запустили уникальный научный проект: производство солнечных батарей для космических спутников и ...

Наноавтомобиль

News image

Для многих из нас 1985 год запомнился как год, когда наша страна, тогда еще именовавшая се...

Один из способов разбогатеть Добыча редк

News image

Ушли в прошлое времена золотой лихорадки, с легкой добычей, в виде крупных самородков, давно иссяк Кл...

Наночастицы и новые свойства известных м

News image

Развитие нанотехнологий ведет к появлению множества материалов, содержащих наноразмерные частицы. В настоящее время объем промышленного пр...

Наноспирали оксида кремния

News image

Во многих научных журналах публикуются статьи, в которых учёные синтезируют и описывают всё новые и но...

Призрачная угроза

News image

Ничто не вечно под луной Едва ли не все полезные изобретения и научно-технические разработки не только сп...

Космический лифт и нанотехнологии

News image

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к по...

О спиновых кубитах (новости нанотехнолог

News image

Электронные спины рассматриваются как вероятные кандидаты в носители квантовой информации. Логические состояния спинового кубита «0» и ...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

Обои смогут защитить здание от повреждений

Berry Plastics в сотрудничестве с Army Corp of Engineers разработала новые обои, которые способны защитить здания от повреждений. Обои под на...

Ученые проложили проводку в клеточной мембране

Ученым удалось передать и получить электрический импульс по клеточной мембране при помощи искусственно созданной нанопроволоки. Созданную ими гибридную систему авторы оп...

Kyosemi использует в солнечных ячейках фотодиоды шарооб

На 2-ой Международной выставке по генерации электроэнергии с помощью фотовольтаических приборов (Second International Photovoltaic Power Generation Expo), проходившей 27 – 29...

Ветряные двигатели для домашнего использования работают

Леверкузен (Германия). Небольшие, очень прочные и ультралегкие Baytubes - углеродные нанотрубки производства компании Байер - дают отличные возможности для ветроэнергетики. Он...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.