Российские ученые придумали новый способ получения наноструктур

Центр фотохимии РАН совместно с компанией СИАМС разработали компьютерную модель, которая позволяет управлять процессом формирования наноструктуры путем изменения различных параметров – свойств подложки, концентрации наночастиц, температуры и т. п. Кроме модели, российские специалисты предложили способ получения самой структуры, которая образуется при высыхании жидкости с растворенными в ней наночастицами.

Группа ученых под руководством Петра Лебедева-Степанова изучила факторы, влияющие на конечный результат, и построила виртуальную модель, описывающую процесс движения наночастиц в капле воды и испарения. Для экспериментальной проверки использовали капли воды с полистирольными частицами размером 540 нм. Их объем составлял 0,5-1% от всего объема воды в капле, равного 280 пиколитрам.

Формирование наноструктур происходит на поверхности высыхающей капли. При испарении возникают гидродинамические потоки от центра капли, увлекающие полистирольные частицы. Параметры получающихся наноструктур могут прогнозируемо изменяться регулированием начальных параметров.

Таким образом, можно считать, что модель вполне годится для предсказания поведения наночастиц в различных условиях. Эта разработка имеет как прикладное, так и фундаментальное значение.

В синергетике эта модель поможет развить теорию упорядочивания в диссипативных структурах. При исследовании таких систем математические модели являются очень востребованным инструментом.

Также программа позволяет конструировать двухмерные и трехмерные нано- и микроструктуры заданной морфологии, а соответственно и материалы с заданными параметрами, что имеет большое прикладное значение.