Химики синтезировали наносети из меди и золота

Химики из Корнелльского Университета разработали технологию, которая позволяет получать наноразмерные решетки, состоящие из двух разных металлов. Такие структуры могут быть основой для фотонных кристаллов и катализаторов, в которых разные компоненты отвечают за разные стадии химической реакции. С работой можно ознакомиться в Journal of American Chemical Society.

Основой для материала стал триблок-сополимер, то есть длинная органическая молекула, в которой есть три протяженных участка, сильно отличающиеся по химической природе. Два из них — довольно известные полимеры: из полистирола делают одноразовую посуду и утеплители, а полиизопрен после специальной обработки используется в шинах и презервативах. Третья компонента — полипропиленкарбонат, биоразлагаемый пластик, который еще не нашел широкого промышленного применения.

Исследование тонкой пленки этого полимера обнаружило, что он способен к самоупорядочению — его фрагменты формируют собой периодическую решетку. Удаляя поочередно ее компоненты можно заменять их на металлические «вставки». Для этого химики направленно разрушали отдельные блоки, воздействуя на материал УФ-излучением (разрушение полиизопрена) и щелочью (разрушение поликарбоната). Эти воздействия независимо влияют только на конкретные фрагменты цепи, образуя в пленке наноразмерные полости, которые авторы работы заполняли различными металлами. 

Ученые подчеркивают, что важным аспектом работы является независимость (или ортогональность) внедрения в материал металлических сеток. В результате синтеза химикам удалось получить пленку, состоящую из двух каркасов — золотого и медного. Полости этого двойного каркаса заполнены полистиролом, который легко удаляется растворением. Данный мезопористый материал может послужить основой для тандемных катализаторов, в которых различные компоненты ускоряют разные реакции.