Ученые заявили, что разработка коллоидных алмазов — это «мечта исследователей еще с 1990-х годов». Это структуры мельчайших частиц одинакового размера и формы, которые соединены между собой в форме решетки алмаза. Стабильные, самособирающиеся образования из миниатюрных материалов обладают потенциалом сделать световые волны такими же полезными, как и электроны.
Исследователи из Нью-Йоркского университета десятилетиями изучали эти структуры и возможные способы соединять их друг с другом. Теперь они представили метод, где каждый коллоид прикрепляется к другому с помощью нитей ДНК, находящихся на поверхности. При этом когда коллоиды сталкиваются друг с другом в жидкой среде, молекулы ДНК сцепляются друг с другом и связывают частицы. В зависимости от того, где ДНК прикрепляется к коллоиду, можно варьировать структуру рисунка.
Ученые обнаружили, что они могут использовать стерический эффект блокировки, который спонтанно создаст необходимые ступенчатые связи и сделать цельную структуру. В этом случае, когда пирамидальные коллоиды приближались друг к другу, они соединялись в необходимой ориентации для образования алмазной структуры. Поэтому, вместо того чтобы заниматься дорогим и кропотливым процессом создания этих структур с помощью наномашин, этот механизм позволяет коллоидам структурироваться без необходимости вмешательства извне. При этом алмазные структуры стабильны даже тогда, когда жидкость, в которой они образуются, исчезает.
Это открытие можно применить в легких и экономных высокоэффективных лазерах, датчиков и систем направленного излучения нового типа, и управления светом в трехмерных интегральных фотонных схемах.
Читать также
Ледник «Судного дня» оказался опаснее, чем думали ученые. Рассказываем главное
GitHub заменил термин «мастер» на нейтральный аналог
Появилось сразу два доказательства внеземной жизни. Одно на Венере, другое — неизвестно