Гранит науки - 2003-02-25

Ученые из Пенсильвании создали древоподобную молекулу, в которой путем самосборки объединены 250 тысяч атомов - такое образование может быть предшественником наноструктур, необходимых для новой электроники. У микрофона Марина Аствацатурян! Под новой электроникой подразумевают 2 зарождающихся сейчас направления - молекулярную электронику, которая направлена на миниатюризацию вычислительных устройств, и фотонную электронику здесь необходимы новые материалы, которые позволят управлять светом, подобно тому, как компьютерный чип управляет электронами. В обоих случаях речь идет о структурах с заданными свойствами и размерами порядка миллиардных долей метра. Профессор химии Пенсильванского Университета (University of Pennsylvania) Вирджил Персек (Virgil Percec) с коллегами опубликовали в последнем номере Science (February 21, 2003) статью, которая, по мнению экспертов, может послужить руководством для создания самособирающихся материалов, отвечающих требованиям и молекулярной, и фотонной электроники. Для последней нужны фотонные кристаллы с ячейками по величине сопоставимыми с длиной световой волны - это от сотен до тысяч нанометров. Пенсильванские ученые первые в мире и в органической химии смогли достичь необходимой точности в сборке прообраза такого материала.

Начиная работу, группа Персека взяла разветвленную молекулу такая структура называется дендрон и имеет строго коническую форму. 12 дендронов самоорганизуются в сферы, состоящие из 8 с половиной тысяч атомов каждая. Полученная "ассамблея" сфер представляет собой жидкий кристалл, т.е. текучий материал с некоторыми кристаллическими свойствами. В определенных условиях молекулы такого жидкого кристалла переупаковывают сами себя в строгую решетчатую структуру, которую можно сравнить с ящиком, где аккуратно уложены мячики. Но в эксперименте Персека получилась "решетка", прежде невиданная - "очень сложная решетка, она напоминает тяжелый атом с твердым ядром и мягкой внешней частью, подобной электронному облаку, окружающему атом такого металла как, например, уран" - поясняет ученый. Поскольку сферы состоят из ветвистых единиц - дендронов, они не твердые, их поверхность напоминает щетку, что придает всей структуре некоторую пластичность. 30 сфер, составленные из четверти миллиона атомов, заполняют прямоугольный объем 20х10х10 нанометров.