Метаматериалы научились создавать в одну стадию с помощью самосборки
Метаматериалы обладают уникальными свойствами, но получать их сложно и дорого. Химики впервые смогли создать такие соединения в одну стадию с помощью самосборки
Метаматериалы — это соединения, свойства которых обусловлены больше внутренней структурой, чем составляющими его элементами. Эти вещества обладают уникальными свойствами, которые делают их идеальными для различных применений — от оптических фильтров и медицинских приборов до звукоизоляции самолетов и мониторинга инфраструктуры. Чтобы создать метаматериалы, обычно используют многостадийные процессы, из-за чего синтез может продлиться несколько дней и даже недель.
Американские ученые нашли новый метод создания метаматериалов в одну стадию. Открытие произошло случайно во время исследования свойств станната стронция SrSnO3 — тонкопленочного материала со структурой перовскита. Изменив условия синтеза, ученые обнаружили, что исходные вещества начинают сами собираться в конечную структуру станната стронция.
Сначала авторы подумали, что полученные данные — ошибка измерений. Однако оказалось, что продукт представляет собой смесь двух фаз станната стронция. Дальнейший анализ показал, что во время синтеза материал смог самостоятельно собраться в конечную структуру в результате структурного фазового перехода первого порядка. Часть атомов кристалла претерпела структурный переход, а другая часть осталась в своей начальной фазе. В результате получился двухфазный метаматериал, свойства которого можно настраивать, задавая определенные условия синтеза.
Фактически, исследователи продемонстрировали первый в истории одностадийный процесс синтеза самосборного метаматериала. Химики смогли настроить с помощью лазера свойства тонкой пленки материала, создав из него фотонный кристалл. Теперь авторы ищут новые применения для своей методики и экспериментируют с синтезом оптических и электронных устройств.
Статья об открытии опубликована в журнале Nano Letters.