![Управляемая абляция: новое слово в технологиях создания наночастиц Управляемая абляция: новое слово в технологиях создания наночастиц](/uploads/posts/2023-04/lazer.jpg)
Управляемая абляция: новое слово в технологиях создания наночастиц
Физики из МФТИ, Владимирского государственного университета и МИФИ совместно разработали метод, который позволяет управлять оптическими свойствами дисульфида молибдена, контролируя размер его наночастиц и процесс изменения химического состава. По словам ученых, этот метод позволяет получить наночастицы, которые можно использовать в электронике, нанооптике, нанофотонике и медицине.
Дисульфид молибдена принадлежит к классу дихалькогенидов переходных металлов. Это двумерные полупроводниковые кристаллы, имеющие слоистую структуру. Их монослои обладают высокой анизотропией и прямой запрещенной зоной. Учитывая эти оптические свойства, дихалькогениды переходных металлов используются в электронике и нанооптике, например, в качестве транзисторов, биосенсоров, фотодатчиков и поляризаторов.
Специалисты из МФТИ показали, что с помощью обработки лазером можно создавать сферические наночастицы желаемого размера, которые поглощают свет и демонстрируют высокий фототермический отклик. Недостаток этого метода заключается в том, что он довольно сложный и трудоемкий.
Исследователи выбирали время воздействия лазера, меняли состав растворителя, измеряли спектры поглощения света и сравнивали их с результатами компьютерного моделирования.
Физики разработали метод, который позволяет управлять оптическими свойствами дисульфида молибдена, контролируя размер его наночастиц и процесс изменения химического состава. По словам ученых, этот метод позволяет получить наночастицы, которые можно использовать в электронике, нанооптике, нанофотонике и медицине.
Ученые усовершенствовали методику и добавили возможность управлять не только размером частиц, но и их химическим составом. Для производства наночастиц дисульфида молибдена, одного из видов дихалькогенидов переходных металлов, наиболее распространенным является метод абляции. Его и применили физики. При использовании этого метода на поверхность дисульфида молибдена, помещенного в раствор, воздействует лазер, в результате чего происходит микровзрыв, и на поверхности образуются наночастицы.
Размер полученных частиц можно менять путем регулировки мощности и длительности лазерного излучения. Также можно контролировать химический состав наночастиц, включая их структуру и толщину оболочки. Стоит отметить, что эта методология дает возможность получать наночастицы с хорошей монодисперсностью, что является их преимуществом перед другими методами получения наночастиц.
Сначала ученые облучали лазером объемный кристалл дисульфида молибдена, помещенный в кювету с деионизированной водой. В результате получали наночастицы размером от 30 до 340 нанометров. Но это было еще не все. Полученные наночастицы фрагментировали при помощи магнитной мешалки, а в процессе перемешивания облучали лазером. В результате фрагментации образовывались сферические наночастицы, причем чем дольше длилась фрагментация (от 10 до 40 минут), тем меньше становились частицы. Более мелкие наночастицы хуже поглощали свет, что качественно и количественно согласовывалось с теорией рассеяния света. Визуально это проявлялось в изменении цвета раствора с наночастицами.
Затем было решено все операции с частицами проделать не в воде, а в растворе этанола. Полученные частицы имели четкую структуру: оболочка — ядро. Внутри ядра находились фрагменты слоев, а оболочка состояла из сплошных двух-трех слоев дисульфида молибдена. При длительной фрагментации оболочка исчезала.
Методы, использованные в эксперименте, позволили также наблюдать за изменением химического состава полученных наночастиц. При дефрагментации более 60 минут метод раскрывал пики, соответствующие оксиду молибдена MoO3, а при облучении в течение 20-60 минут — промежуточную фазу между дисульфидом молибдена и оксидом молибдена. Применяя комбинацию методов энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии, ученые получили диафильм, показывающий, как происходило замещение серы атомами кислорода. Ученые полагают, что реакция стала возможна из-за разложения молекул этанола и повышения количества свободного кислорода в растворе.
Исходя из полученных результатов ученые сделали вывод, что описанный метод получения наночастиц является универсальным, поскольку он позволяет изменять их размер и химический состав. Метод может быть использован в качестве основы для создания новых материалов и устройств, таких как катализаторы, оптические свойства которых зависят от размера наночастиц, а также для изучения физических свойств наночастиц, включая оптические, электрические и магнитные свойства.
Дисульфид молибдена принадлежит к классу дихалькогенидов переходных металлов. Это двумерные полупроводниковые кристаллы, имеющие слоистую структуру. Их монослои обладают высокой анизотропией и прямой запрещенной зоной. Учитывая эти оптические свойства, дихалькогениды переходных металлов используются в электронике и нанооптике, например, в качестве транзисторов, биосенсоров, фотодатчиков и поляризаторов.
Специалисты из МФТИ показали, что с помощью обработки лазером можно создавать сферические наночастицы желаемого размера, которые поглощают свет и демонстрируют высокий фототермический отклик. Недостаток этого метода заключается в том, что он довольно сложный и трудоемкий.
Исследователи выбирали время воздействия лазера, меняли состав растворителя, измеряли спектры поглощения света и сравнивали их с результатами компьютерного моделирования.
Физики разработали метод, который позволяет управлять оптическими свойствами дисульфида молибдена, контролируя размер его наночастиц и процесс изменения химического состава. По словам ученых, этот метод позволяет получить наночастицы, которые можно использовать в электронике, нанооптике, нанофотонике и медицине.
Ученые усовершенствовали методику и добавили возможность управлять не только размером частиц, но и их химическим составом. Для производства наночастиц дисульфида молибдена, одного из видов дихалькогенидов переходных металлов, наиболее распространенным является метод абляции. Его и применили физики. При использовании этого метода на поверхность дисульфида молибдена, помещенного в раствор, воздействует лазер, в результате чего происходит микровзрыв, и на поверхности образуются наночастицы.
Размер полученных частиц можно менять путем регулировки мощности и длительности лазерного излучения. Также можно контролировать химический состав наночастиц, включая их структуру и толщину оболочки. Стоит отметить, что эта методология дает возможность получать наночастицы с хорошей монодисперсностью, что является их преимуществом перед другими методами получения наночастиц.
Сначала ученые облучали лазером объемный кристалл дисульфида молибдена, помещенный в кювету с деионизированной водой. В результате получали наночастицы размером от 30 до 340 нанометров. Но это было еще не все. Полученные наночастицы фрагментировали при помощи магнитной мешалки, а в процессе перемешивания облучали лазером. В результате фрагментации образовывались сферические наночастицы, причем чем дольше длилась фрагментация (от 10 до 40 минут), тем меньше становились частицы. Более мелкие наночастицы хуже поглощали свет, что качественно и количественно согласовывалось с теорией рассеяния света. Визуально это проявлялось в изменении цвета раствора с наночастицами.
Затем было решено все операции с частицами проделать не в воде, а в растворе этанола. Полученные частицы имели четкую структуру: оболочка — ядро. Внутри ядра находились фрагменты слоев, а оболочка состояла из сплошных двух-трех слоев дисульфида молибдена. При длительной фрагментации оболочка исчезала.
Методы, использованные в эксперименте, позволили также наблюдать за изменением химического состава полученных наночастиц. При дефрагментации более 60 минут метод раскрывал пики, соответствующие оксиду молибдена MoO3, а при облучении в течение 20-60 минут — промежуточную фазу между дисульфидом молибдена и оксидом молибдена. Применяя комбинацию методов энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии, ученые получили диафильм, показывающий, как происходило замещение серы атомами кислорода. Ученые полагают, что реакция стала возможна из-за разложения молекул этанола и повышения количества свободного кислорода в растворе.
Исходя из полученных результатов ученые сделали вывод, что описанный метод получения наночастиц является универсальным, поскольку он позволяет изменять их размер и химический состав. Метод может быть использован в качестве основы для создания новых материалов и устройств, таких как катализаторы, оптические свойства которых зависят от размера наночастиц, а также для изучения физических свойств наночастиц, включая оптические, электрические и магнитные свойства.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
![Западная Европа и США готовятся к худшему Западная Европа и США готовятся к худшему](/uploads/mini/shortstory/c1e/63452ff84713a553fcb2c4b14eb54.jpg)
Западная Европа и США готовятся к худшему
Новая угроза ожидается из Латинской Америки....
![NASA обнаружило таинственное энергетическое поле вокруг Земли NASA обнаружило таинственное энергетическое поле вокруг Земли](/uploads/mini/shortstory/63f/993f5cca125710bd5e7998c3c423d.jpg)
NASA обнаружило таинственное энергетическое поле вокруг Земли
Оно уникально, и, похоже, благодаря нему на планете… появилась жизнь....
![Спасение человечества находится на дне Северного Ледовитого океана Спасение человечества находится на дне Северного Ледовитого океана](/uploads/mini/shortstory/b16/5cda8ba33085ef44bb4cc9b986200.jpg)
Спасение человечества находится на дне Северного Ледовитого океана
Финские ученые уверены в этом на 100%....
![Starliner Boeing снова в новостях: теперь там что-то жутко стучит и лязгает Starliner Boeing снова в новостях: теперь там что-то жутко стучит и лязгает](/uploads/mini/shortstory/124/739e8816037bad0a313bd7f3476af.jpg)
Starliner Boeing снова в новостях: теперь там что-то жутко стучит и лязгает
NASA придумывает объяснения, а бывший командир МКС говорит, что это не к добру....
![«Титаник» разваливается прямо на глазах «Титаник» разваливается прямо на глазах](/uploads/mini/shortstory/8a2/1d2eb1dfde31d5f5369b4d0d48d62.jpg)
«Титаник» разваливается прямо на глазах
Кто же ускоряет гибель легендарного корабля: люди или природа?...
![Прорыв или кошмар? Искусственный интеллект стал изменять собственный код Прорыв или кошмар? Искусственный интеллект стал изменять собственный код](/uploads/mini/shortstory/1be/9b06786bac11541ae0e4d76991468.jpg)
Прорыв или кошмар? Искусственный интеллект стал изменять собственный код
Ученые говорят: ничего страшного. Но так ли это на самом деле?...
![Форресты Гампы отменяются Форресты Гампы отменяются](/uploads/mini/shortstory/1f0/4b4ba26a87069298154cbaaf7521f.jpg)
Форресты Гампы отменяются
Американские ученые «взломали» код аутизма....
![Сосуд из найденного в Шотландии клада викингов оказался иранским Сосуд из найденного в Шотландии клада викингов оказался иранским](/uploads/mini/shortstory/b9b/6c5a16607870dcee7ded870025f56.jpg)
Сосуд из найденного в Шотландии клада викингов оказался иранским
Никто не ожидал, что сокровище прибыло из столь отдаленных мест....
![Безглазая смерть чует тьму: как именно грибок превращает мух в зомби-некрофилов Безглазая смерть чует тьму: как именно грибок превращает мух в зомби-некрофилов](/uploads/mini/shortstory/e7b/f7bb936b1fafeefb602fbc6b7740b.jpg)
Безглазая смерть чует тьму: как именно грибок превращает мух в зомби-некрофилов
Главное случается ночью....
![Новый метод поможет раскрыть секс-преступления во много раз быстрее Новый метод поможет раскрыть секс-преступления во много раз быстрее](/uploads/mini/shortstory/0f3/39f1637a6f4b732bda029be4a1ff5.jpg)
Новый метод поможет раскрыть секс-преступления во много раз быстрее
Открытие ускорит проверку улик....
![Азиаты оккупируют Британию: сначала мигранты, теперь желтоногие шершни Азиаты оккупируют Британию: сначала мигранты, теперь желтоногие шершни](/uploads/mini/shortstory/fa6/3b50ed6fd66775e77a87003ce5250.jpg)
Азиаты оккупируют Британию: сначала мигранты, теперь желтоногие шершни
Экологи бьют тревогу и массово рассылают методички населению....
![Космический корабль BepiColombo невероятно близко подлетел к Меркурию Космический корабль BepiColombo невероятно близко подлетел к Меркурию](/uploads/mini/shortstory/83d/c7e5e8717f2100b5313e052890584.jpg)
Космический корабль BepiColombo невероятно близко подлетел к Меркурию
Свежие снимки рябой планеты удалось сделать благодаря возникшим в полёте неполадкам....
![Компания 1X анонсировала повседневного помощника — гуманоидного робота NEO Beta Компания 1X анонсировала повседневного помощника — гуманоидного робота NEO Beta](/uploads/mini/shortstory/1b0/526e645ecf476da55256bb5a433aa.jpg)
Компания 1X анонсировала повседневного помощника — гуманоидного робота NEO Beta
Похожий на человека механический слуга умеет ходить, бегать и подниматься по лестнице....
![Роботы и 3D-печать сделали бетон прочнее благодаря особой структуре Роботы и 3D-печать сделали бетон прочнее благодаря особой структуре](/uploads/mini/shortstory/11b/f9e2330b21c4d24c2519784700a4f.jpg)
Роботы и 3D-печать сделали бетон прочнее благодаря особой структуре
Имитируя природу, бетон можно уложить так, чтобы повысить прочность на 63%....
![Учёные не нашли связи между мобильными телефонами и раком мозга Учёные не нашли связи между мобильными телефонами и раком мозга](/uploads/mini/shortstory/152/0835ee76c49c6c0c1dcc9ac68693a.jpg)
Учёные не нашли связи между мобильными телефонами и раком мозга
В общем, болтай часами — не хочу....