Исследователи из Токийского университета впервые смогли проследить, как формируются золотые нанокластеры на самых ранних этапах. В процессе они обнаружили необычную вытянутую структуру, которую назвали «золотые квантовые иглы».
Эти наноструктуры реагируют на свет в ближнем инфракрасном диапазоне. Благодаря этому их можно использовать для создания более чётких медицинских изображений и эффективного преобразования света в энергию. Работа опубликована в журнале Journal of the American Chemical Society.
Золото в нанотехнологиях ценится не только за красоту, но и за особые свойства на уровне атомов. Обычно нанокластеры получают, соединяя ионы золота с защитными веществами. Но управлять их формой и размером очень сложно.
Учёные применили нестандартные условия синтеза и смогли «поймать» кластеры в первые моменты роста. С помощью рентгеноструктурного анализа они выяснили, что кластеры растут неравномерно и формируют новые карандашевидные структуры из треугольников и тетраэдров.
Эти «иглы» проявляют квантовые эффекты, когда электроны могут существовать только на определённых уровнях энергии. Открытие оказалось неожиданным даже для самих исследователей.