Новости / Hi-Tech / Невозможный материал стал возможен
Фото с сайта www.newsland.ru
Невозможный материал стал возможен
Химики из Канады, Китая, Турции и Германии синтезировали соединение, не нарушающее фундаментальных правил образования химических связей и требований по валентности, но обладающее структурой, которая теоретически не должна быть стабильной. Подобные соединения называют "невозможными". Чтобы получить их в эксперименте, нужно создать такие условия, в которых присущая им нестабильность будет подавлена. Хотя примеры синтеза "невозможных" материалов известны, раскрыть секрет многих соединений ученым так пока и не удалось.
Интернациональную группу химиков заинтересовал материал, родственный мезопористому диоксиду кремния (префикс "мезо" соответствует порам размером 2–50 нм) и обозначаемый как мезо-HSiO1,5. Он несколько напоминает графен и имеет сотовую структуру, поры в которой, однако, должны мгновенно закрываться после удаления матрицы, используемой для синтеза.
В новых опытах мезо-HSiO1,5 получали путем "самосборки", управляемой матрицей, из HSi(OCH2CH3)3 в условиях катализа кислотами. К удивлению ученых, при удалении матрицы материал не переходил в более плотную форму, сохраняя пористую структуру до 300 градусов по Цельсию. "Матрица здесь могла быть любой. Стабильность достигается за счет образования водородных связей между O3SiH и силанолом O3SiOH. Это придает материалу механическую прочность", — говорит руководитель группы Джеффри Озин из Торонтского университета.
Когда температура превышает 300 градусов, структура мезо-HSiO1,5 изменяется — он преобразуется в мезопористый нанокомпозит, матрицу из диоксида кремния с включенными в нее нанокристаллами кремния. Последние дают яркую фотолюминесценцию, появление которой связывают с эффектами квантовых ограничений в нанокристалах. Ученые уже нашли способ управления фотолюминесцентными свойствами кристаллов и думают над тем, как можно применить новый материал при конструировании биологических датчиков и светоизлучающих приборов.