Чтобы наблюдать за процессами на наноуровне, необходимы нанокамеры. Ученые придумали такое устройство, совместив квантовые точки с наночастицами золота
В природе могут происходить удивительно сложные процессы самсборки структур на молекулярном уровне, которые управляются самоограничивающими процессами. Однако имитация этих процессов в лаборатории обычно отнимает много времени, стоит дорого и сопряжена с множеством трудностей. Изучить их можно, проникая в наномир при помощи современных технологий.
Одну из таких технологий представили исследователи из Кембриджского университета. Они создали устройство, состоящее из крошечных полупроводниковых нанокристаллов, называемых квантовыми точками, и наночастиц золота. Чтобы соединить эти две структуры, ученые использовали молекулярный клей под названием кукурбитурил (CB). При добавлении в воду исследуемой молекулы компоненты устройства за считанные секунды самостоятельно собираются в мощный инструмент, позволяющий в режиме реального времени отслеживать химические реакции.
Камера собирает свет внутри полупроводников, индуцируя процессы переноса электронов, подобные тем, которые происходят при фотосинтезе. Их можно контролировать при помощи встроенных датчиков в виде наночастиц золота, состояние которых регистрируется спектроскопическими методами. Авторы смогли использовать созданное устройство для наблюдения за химическими превращениями, которые ранее были предсказаны в теории, но на практике не наблюдались.
В настоящее время ученые работают над дальнейшим развитием этой технологии для создания систем искусственного фотосинтеза и фотокатализа, где процессы переноса электронов можно наблюдать непосредственно в режиме реального времени. Исследователи также изучают механизмы образования углерод-углеродных связей, а также интерфейсы электродов для применения технологии в аккумуляторных батареях.
Статья об открытии опубликована в журнале Nature Nanotechnology.
