Разработан трехступенчатый процесс для создания фрактальных наноструктур

Источник: Physorg

Рисунок: Physorg

Изображение на фото может показаться сложной головоломкой или конструктором, но это нечто другое. Профессор Юлия Грир из Калифорнийского технолологического института (США) и ее коллеги представили фрактальные наноструктуры, размер элементов которых не превышает 5 нм. В будущем такие наноструктуры могут стать основой новых инженерных материалов. Разработанный группой ученых процесс состоит из трех этапов, и позволяет очень точно создавать сложнейшие архитектурные формы в мельчайших масштабах. На первом этапе создается трехмерная композиция из полимера, для этого используется метод прямой лазерной записи под названием двухфотонная литография. Лазерный луч заставляет молекулы полимера сшиваться друг с другом и отвердевать в точно указанных локациях. Затем неотвердевшие участки полимера растворяются и удаляются, открывая трехмерный каркас.

На втором этапе каркас получает «одежду», покрывается тончайшим слоем любого нужного материала (это может быть керамика, металл, полупроводник, стекло и т. д.). В представленных на фото структурах использовался оксид алюминия — хрупкое керамическое соединение. На третьем, заключительном этапе полимер вытравляется, и остается полая фрактальная наноструктура. Многие материалы на наноуровне обладают весьма необычными свойствами. К примеру, хрупкая по своей природе керамика может восстанавливать свою форму после значительных деформаций, без ущерба для себя. Как отмечает профессор Грир, полный контроль над архитектурой фрактальных наноструктур позволяет настраивать свойства материала на ранее недостижимом уровне. А Проектирование фрактальных элементов и последовательностей дает возможность включать иерархические конструкции в структуру материалов.