Луговсариум

Одной из часто применяемых для получения наночастиц техник является Sol-Gel (читать ли это по-русски "золь-гель", по-английски "сол-джел", или как-то еще - решите сами). Концептуально техника Sol-Gel чрезвычайно проста и ее можно разделить на несколько шагов:

1. Выбираем химическую реакцию, в которой реагирующие вещества растворимы в данном растворителе, а продукт их взаимодействия нерастворим.

Коллоидное состояние является метастабильным. В принципе, система стремится "уйти" из этого состояния, но из-за кинетических затруднений этот процесс может занять очень длительное время. Как правило, основной путь разрушения коллоидного состояния - это укрупнение частиц, в результате которого поверхностный избыток свободной энергии уменьшается. Коллоидным состоянием можно, до опреденной степени, управлять, поскольку существуют способы как стабилизировать коллоид, так и ускоренно разрушить его.

Знакомство с коллоидами принято начинать с рассмотрения двух всем знакомых систем : раствора, например, сахара в воде и взвеси, например, песка в воде. Если взять два прозрачных стакана с герметически закрывающимися крышками, налить в каждый из них воды, добавить в один стакан немного сахара, а в другой добавить немного песка, как следует перемешать обе системы, закрыть крышки и начать наблюдать за поведением обеих систем, то разница будет очевидной:

В далекие времена, когда я учился на химфаке советского университета, слово "нанометр" произносилось безо всякого такого особого придыхания и пиетета, а было не более, чем обычным техническим термином, применяемым, например, для измерения длин волн видимого света. И в те далекие времена одним из предметов в программе обучения химии был курс "Коллоидная химия". Времена сменились, приставка "нано-" обрела весомость и важность, и однажды я не без удивления обнаружил, что наноматериалы и те вещества, которые изучает коллоидная химия, являются, вообще-то, одним и тем же.

Как мы уже выяснили, гомогенная нуклеация больше способствует образованию относительно крупных частиц. Поэтому наносинтезы, использующие явление гомогенной нуклеации, встречаются редко. А если без каких-нибудь дополнительных ухищрений, позволяющих стабилизировать наноразмерные частицы - так и вовсе, пожалуй, никогда. Поэтому для демонстрации подхода я расскажу об одном относительно простом наносинтезе, который был опубликован группой во главе с Мунжи Бавенди из Массачусетского Технологического Института в 1993 году (Bawendi M.G.