IBM перевернула отношение к химии [ Редагувати ]

В IBM нашли способ заставить тысячи молекул соединяться в кристаллы с нужными свойствами. Этот метод, наряду с другими, может изменить наше отношение к химии.

В сотрудничестве с учеными Колумбийского университета и Университета Нового Орлеана IBM удалось создать условия, в которых селенид, полупроводник с оптическими свойствами, и оксид железа, магнитный материал, образуют соединение в форме крупных кристаллов, обладающих электрическими, оптическими и магнитными свойствами.

Отчет об этом эксперименте будет опубликован на этой неделе в журнале Nature.

Возможно, через несколько лет подобные материалы будут использоваться для создания оптического оборудования, в котором светом управляют магнитные поля, пояснил менеджер IBM Research по наномасштабным материалам и устройствам Кристофер Муррей.

Однако найденный способ соединения материалов не менее важен и как результат научного эксперимента. Так называемые метаматериалы, состоящие из десятков тысяч атомов, в природе не встречаются. Например, полученный кристалл состоит из 63 тысяч атомов. Свойства, которыми обладает такой кристалл, тоже не встречаются у природных материалов. "Это тот случай, когда два плюс два равно пяти, - говорит Муррей. - Наши строительные блоки гораздо крупнее тех, что используются в классической химии".

Метаматериалы могут существенно изменить поле деятельности химии, так как они позволяют получать новые вещества, обладающие невиданными характеристиками, из более простых, достаточно хорошо изученных молекул. До сих пор возможность создавать новые, небывалые свойства обещала главным образом нанотехнология. "Некоторые называют эту область созданием новой периодической системы элементов, - говорит Муррей. - Мы наблюдаем явление, которое не присутствует в естественных материалах, но проявляется в составных".

Еще одним важным достижением эксперимента стало получение молекул, которые сами себя собирают. В начале 90-х IBM при помощи электронного микроскопа удалось составить из атомов аббревиатуру "IBM". В данном же эксперименте молекулы перемещались сами и образовывали не плоские, а трехмерные структуры. Сотрудник Института материаловедения при Университете Нового Орлеана Киун Сан Чу сконструировал частицу селенида свинца, а Франц Редл из Колумбийского университета - частицы оксида железа. Затем Редл создал такие условия эксперимента, при которых частицы собираются в регулярные кристаллы: "Мы хотим усовершенствовать такой процесс сборки, чтобы получать более крупные образования".
Исследования в этой области в основном только начинаются. Сейчас ученые пытаются подобрать вещества, которые можно комбинировать в различные метаматериалы. На получение таких материалов и продуктов на их основе, вероятно, потребуются годы.