Давняя проблема
Химики нашли способ создавать нанокристаллы из нитридов металлов — класса материалов, которые ранее не поддавались производству в наномасштабе. Исследователи из Чикагского университета и Аргоннской национальной лаборатории описали метод в исследовании, опубликованном в Nature. Результаты могут превратить повседневные материалы, используемые в светодиодных лампах, медицинских имплантатах и сверхпроводниках, в строительные блоки для нового поколения гибких и печатных устройств. Нанокристаллы — это микроскопические кристаллы, ставшие центральной частью современной науки о материалах. Квантовые точки, тип нанокристаллов, вдохновили Нобелевскую премию по химии 2023 года. Но исследователям удавалось создавать эти крошечные структуры только из узкого диапазона материалов. Нитриды металлов, ценимые за твердость, стабильность и полезность в электронике, сопротивлялись обычному синтезу нанокристаллов в размерах и масштабах, необходимых для реальных применений.
Почти дюжина новых материалов
Метод открыл гораздо более широкий набор целей. «Мы смогли показать, как создать серию почти из дюжины материалов, которые нельзя было синтезировать традиционными методами», — сказал Руймин Линь, аспирант Чикагского университета и первый автор исследования. Кристаллы настолько малы, что миллиарды могут поместиться на ногте, сообщила команда, а изображения с электронного микроскопа подтвердили результаты.
Что могут делать эти материалы
Нитриды металлов уже питают многие технологии. Нитрид галлия широко используется в светодиодном освещении и дисплеях. Нитрид титана используется в медицинских имплантатах. Нитрид ниобия действует как сверхпроводник, а нитрид молибдена работает как катализатор. До сих пор эти материалы в основном использовались в жестких, громоздких формах. В форме нанокристаллов их можно печатать на гибких поверхностях, использовать в новых видах освещения или встраивать в медицинские устройства, которые гнутся и движутся вместе с телом. Исследователи говорят, что рецепт дает инженерам гораздо более широкий набор инструментов для разработки устройств будущего.