Скоро Новый год, а значит - время наряжать елочку! Выбор сейчас огромен: от искусственных и до настоящих, от настольных миниатюрок и до высоких гигантов, от привычных зеленых и до красных, белых и желтых! У химиков же есть свои предпочтения, у нас в лабораториях вы часто можете увидеть специфические елочки, ствол и веточки которых сделаны из лабораторных штативов. Нетрудно догадаться, что вместо игрушек на них висят красочные химические соединения в колбах.
В этой статье мы расскажем вам, из чего ученые могут сделать такие елочные "игрушки". Какие химические соединения для этого подойдут? Самый простой способ - это использовать обычные красители. Но мы легких путей не ищем, поэтому мы решили собрать нашу воображаемую елочку только из различных наночастиц!
Наночастицы серебра
Начнем с наночастиц серебра! Этот материал никак не ассоциируется с чем-то ярким и красочным, пока вы не перейдете в наноизмерение. Оказывается, в зависимости от размера и формы серебряных наночастиц, они могут быть любого цвета радуги. Это десять лет назад продемонстрировала команда из американского Норфолка, синтезировав двенадцать коллоидных растворов наносеребра разных цветов. В данной работе ученые представили наночастицы сферической, стержневидной и треугольной форм, а также впервые получили частицы в виде печенья!
Наночастицы золота
Если в этом году вы решили украсить елку в красных тонах, то позвольте порекомендовать вам золотые наночастицы. Небольшие (< 80 нм) монодисперсные частицы поглощают свет в сине-зеленой части спектра (~ 450 нм), в то время как красный свет (~ 700 нм) отражается, что и обеспечивает насыщенный красный цвет растворов. Такое поведение золотых наночастиц связано с явлением под названием "поверхностный плазмонный резонанс". Оно возникает, когда падающий свет взаимодействует с поверхностными электронными и рассеивается. Этот феномен зависит как от размера частиц, так и от их формы и морфологии. Таким образом, немного изменяя эти параметры, можно получить растворы наночастиц различных оттенков - от морковно-красного до фиолетового.
Наша лаборатория специализируется на применении золотых наночастиц очень маленького размера (< 10 нм). На видео ниже мы предлагаем вам посмотреть на один из этапов их синтеза.
Наночастицы меланина
Зачастую исследователи приходят к необычным решениям в науке, просто имитируя то, что уже создано природой. Например, в 2015 году американские ученые, вдохновившись ярким оперением птиц, решили воссоздать вещество, лежащее в его основе.
Многие виды пернатых используют наночастицы меланина для так называемой "структурной окраски", которая обеспечивает адаптивную маскировку. Такая окраска возникает, когда частицы меланина сферической, дискообразой и стрежневидной формы взаимодействуют с источником света. Исследователи заинтересовались, как эти наночастицы упакованы в птичьих перьях и постарались имитировать эту методологию для разработки разноцветных пленок. У них это получилось и весьма неплохо!
Команда синтезировала наночастицы меланина (146 ± 15 нм) из дофамина с помощью достаточно несложной реакции. После ее проведения частицы сушатся с образованием самоорганизующихся тонких слоев. Оказывается, в зависимости от толщины таких пленок, цвет будет меняться. Поэтому в настоящее время исследователи работают над тем, как лучше контролировать процесс самосборки частиц, который является ключевым для конечной толщины. Пока же ученым удалось создать пленочки желтого, оранжевого, красного и зеленого цветов.
Надеемся, что вам понравился наш вариант украшения новогодней елочки. А если мы забыли о каких-то красочных наночастицах, обязательно пишите в комментариях!
Ссылки на оригинальные публикации:
Читайте также:
🎄 Случайное изобретение: снежный шар. Рассказываем как появился рождественский атрибут, и как сегодня живет компания создателя
❄️ Рождение снежинки. Узнайте, как снежинки появляются на свет и формируют свою уникальную форму
🕺 Как мы устраиваем корпоратив в канадской лаборатории. Узнайте как отмечают праздники на карантине в Канаде
Подписывайтесь на наш Инстаграм @mice.tomatoes там мы публикуем фотографии повседневной жизни ученых и рассказываем о личном опыте