Форма кластеров задается структурой молекул

Рациональный дизайн наноматериалов может оказаться ближе благодаря работе Китайских химиков, обнаруживших ряд тонких эффектов, контролирующих формирование наноструктур.

Взаимодействия, влияющие на агрегацию малых молекул в наноструктуры особенной формы были раскрыты в результате работы Хонгбинг Фу (Hongbing Fu) и Джяннян Яо (Jiannian Yao) из Китайской Академии Наук в Пекине. Яо отмечает, что свойства наноматериала определяются его структурой, хотя целенаправленный дизайн малых молекул, образующих предсказуемые по форме наноструктуры, имеет определенные ограничения.

Изогнутые молекулы образуют наносферы или нанопровода, линейные – кубические наноструктуры. (По материалам Chem. Commun.)

Исследователи из Пекина изучали образование наноструктур трех изомерных молекул, имеющих центральное ядро и два эквивалентных заместителей. Различие между изомерами заключалось лишь в углах между осями заместителей, составлявших 60, 120 или 180 градусов. В зависимости от орто-, мета- или пара-расположения заместителей изомеры образовывали наноструктуры различной формы – сферической, линейной или кубической соответственно.

Яо изучал, как форма молекул влияет на образование первоначально агрегированных кластеров. Было обнаружено, что о-изомеры образуют межмолекулярные димеры, которые собираются в наносферы. Мета-изомеры формируют зигзагообразные цепи, которые затем сплетаются с образованием длинных проводов. И, наконец, прямые цепи, образованные молекулами, имеющими угол 180 градусов между заместителями, не перемешиваются друг с другом с высокой эффективностью, образуя наноструктуры кубической формы.

www.chemport.ru