Нанонити

Альберт Насибулин
«Кот Шрёдингера» №1–2(39–40), 2018

Что объединяет алмазы, снежинки, поваренную соль и нанонити? Все эти тела — кристаллы: их атомы образуют твёрдую трёхмерную структуру. Вот только нанонити — кристаллы удлинённой формы — до недавнего времени представляли собой загадку: никто не знал, как они растут и распадаются.

Об авторе Альберт Насибулин — доктор технических наук, руководитель лаборатории наноматериалов в Центре фотоники и квантовых материалов Сколтеха, профессор Сколковского института науки и технологий, адъюнкт-профессор Университета Аалто (Финляндия). Один из авторов исследования.

Нитевидный нанокристалл, он же наностержень, нанонить или нанопроволока, отличается от прочих кристаллов тем, что растёт в одном направлении и за счёт этого имеет вытянутую структуру. Возможные сферы применения этого материала — электроника, химические и биологические сенсоры, солнечные батареи, лазеры.

Вопросами жизни и смерти нанонитей на атомарном уровне занималась группа учёных из России, Финляндии, Италии, Дании. Они первыми в мире проследили от начала до конца рост нанокристаллов в результате окисления металла, в данном случае меди. Исследователи наблюдали в электронный микроскоп три важных состояния кристалла: рост, переходный режим и разложение. Удалось выяснить, что в нанонитях содержатся дефекты, которые управляют динамикой их роста. Понимание этого механизма позволит контролировать синтез нанонитей.

Причудливые кристаллы оксидов металлов, выращенные на воздухе при повышенных температурах (300–600°С) при окислении цинка, железа, молибдена. Снимки получены с использованием растрового электронного микроскопа