Сады из нанопроволоки

Российские физики растят изящные нано- и микроструктуры из металлов. Недавно физики из Института физики твердого тела РАН представили работу, в которой изучался процесс роста наноштырей электрохимическим методом в пористых мембранах. Побочным результатом этой работы стали прекрасные картинки микро- и наноструктур (которые, к слову, вполне могут применяться в оптике, медицине, электронике).

Смотрите также: Диатомовые водоросли: Микрофотографии Пола Харгривза и Фэй Дарлинг, Конкурс научной фотографии

Спонсор поста:

Нанопроволока, как это следует из ее названия, имеет диаметр порядка нанометра, то есть одной миллиардной метра. Сегодня уже умеют получить нанопроволоку толщиной от 60 до 30 нанометров. При таких размерах в нанопроволоке начинают играть важную роль различные квантовые эффекты, благодаря чему она обладает совершенно уникальными свойствами.

Чтобы получить нанопроволоку, традиционные методы изготовления проволоки не подходят, и приходится обращаться к химии – нанопроволоку выращивают в результате химических реакций.

Существует несколько способов выращивания нанопроволоки. В одном из них специальный пластик сначала подвергают бомбардировке частицами, разогнанными до высоких энергий, чтобы сформировать сверхмалые поры. Затем полученный пористый пластик накладывают на медную подложку, помещают оба слоя в гальванический раствор и пропускают через него ток. Под воздействием электрического поля ионы меди проникают в мельчайшие поры, и в них постепенно нарастает тончайшая нанопроволока. Чтобы извлечь нанопроволоку из пластиковой формы, ее растворяют при помощи специальных реактивов.

Работы с нанопроволокой все еще находятся на экспериментальной стадии. С помощью этой проволоки ученые надеются создавать новые поколения вычислительной техники.

Экспериментируя с нанопроволокой, Галина Струкова вместе со своими коллегами из Института физики твердого тела в Черноголовке получила удивительно красивые и необычные структуры.

В ходе этих экспериментов металлу позволили выйти за пределы пластиковой формы. Получив возможности «расти» свободно, металл стал образовывать причудливые структуры, напоминающие кораллы и цветы.

Чтобы вырастить такие металлические наноцветы и нанопапоротники ученые чередовали слои разных металлов: индий, палладий, свинец, никель.

Галина Струкова высказывает предположение, что металл образует структуры, похожие на биологические объекты, потому что весь процесс роста регулируется похожими правилами. При росте живых растений одна клетка производит дочерние клетки, которые наслаиваются друг на друга, и при росте металлического цветка атомы металла наслаиваются друг на друга.

Как говорил выдающийся советский физик Лев Андреевич Арцимович: «Наука – лучший способ удовлетворения личного любопытства за государственный счет». А результат получился действительно очень любопытный.

Правда, тот же Арцимович с полным на то основанием говорил, что «золотое яблоко успеха появляется часто на самой незаметной веточке могучего дерева науки». Поэтому, очень может быть, в скором времени эти фантастические металлические цветы принесут не менее фантастически полезные плоды.