Ученые и инженеры – улучшение и лучше при проектировании наночастиц, чтобы разделить воду, используя солнечный свет, диагностировать и лечить рак и решить другие важные проблемы. Многие из этих ‘дизайнерских’ частиц должны включать различные типы полупроводников, катализаторов, магнитов и других материалов, чтобы функционировать, все, отвечая строгим требованиям, включающим их размер и форму.«Синтезирование этих сложных частиц становится действительно трудной проблемой, потому что каждая из этих частиц требует усилия проявления силы подготовиться, и это не всегда практично», сказал Шээк. «Мы хотели думать более модульным способом сделать этот процесс легче».
Исследователи начинают с того, что они называют частицами первого поколения, которые имеют размеры масштаба миллимикрона и подобны в размере вирусам. Это простые, легко делаемые медные сферы сульфида, пруты и пластины, которые служат трамплинами для более сложных производных. Эти частицы первого поколения определяют начальный размер и форму, и после замены части меди с другими элементами, такими как кадмий и цинк, они преобразованы к частицам второго поколения, которые теперь включают два материала. Новый материал вырезан в часть оригинального медного сульфида, формируя различные типы линий или форм.
Эти линии представляют соединения между этими двумя материалами, определяя структуры в частицах и создавая двуличные сферы, сферы сэндвича, удивленные пруты, полосатые пруты, неоднородные пластины и пластины под мрамор.«Соединения приносят дополнительный элемент дизайна к столу», сказал Шээк. «Здесь, материалы в частицах соединены вместе на атомном уровне, и это может привести к дополнительным функциям, потому что материалы могут теперь ‘говорить’ друг с другом. Мы можем независимо настроить внешнюю форму и размер частиц, материалы, которые являются в частицах и путях, которыми они связаны».Все частицы второго поколения все еще содержат некоторый медный сульфид.
Этот ‘оставшийся’ медный сульфид может также быть заменен, произведя частицы третьего поколения, которые сохраняют размер первого поколения и форму и соединения второго поколения в то время как содержащий совершенно другие материалы, чем оригинальные частицы первого поколения. Частицы более высокого поколения сделаны дальнейшим смешиванием и соответствием различных методов и материалов. В конечном счете исследователи легко произвели библиотеку 47 отличных наночастиц от трех простых сфер первого поколения, прутов и пластин.
Некоторые частицы, которые сделала команда, среди самого сложного, сообщил до настоящего времени, включая асимметричные частицы, частицы с отверстиями и метками в них, и запутанно ваял частицы. «Что является самым захватывающим, то, как легко это работает. Мы можем сесть и нарисовать картину действительно сложной частицы, которая была несколько невероятных месяцы назад, и затем войдите в лабораторию и сделайте ее сразу же.
Это – действительно набор инструментов проектировщика», сказал Шээк.