Изящные наноструктуры из металлов

Ученые из Института физики твердого тела РАН представили работу, в которой изучался процесс роста наноштырей электрохимическим методом в пористых мембранах. Помимо научной ценности эти работы вполне можно причислить к современному искусству, где удивительные картинки микро- и наноструктур ассоциируются с вполне знакомыми образами в живой природе.

 

 

Бутоны

 

Коралл

 

Нанопроволока, как это следует из ее названия, имеет диаметр порядка нанометра, то есть одной миллиардной метра. Сегодня уже умеют получить нанопроволоку толщиной от 60 до 30 нанометров. При таких размерах в нанопроволоке начинают играть важную роль различные квантовые эффекты, благодаря чему она обладает совершенно уникальными свойствами.

 

Ветви и ягоды

 

Водоросли

 

Чтобы получить нанопроволоку, традиционные методы изготовления проволоки не подходят, и приходится обращаться к химии – нанопроволоку выращивают в результате химических реакций.

 

Грядка

 

Серебряный листок

 

Существует несколько способов выращивания нанопроволоки. В одном из них специальный пластик сначала подвергают бомбардировке частицами, разогнанными до высоких энергий, чтобы сформировать сверхмалые поры. Затем полученный пористый пластик накладывают на медную подложку, помещают оба слоя в гальванический раствор и пропускают через него ток. Под воздействием электрического поля ионы меди проникают в мельчайшие поры, и в них постепенно нарастает тончайшая нанопроволока. Чтобы извлечь нанопроволоку из пластиковой формы, ее растворяют при помощи специальных реактивов.

 

Соцветие

 

Хвойная ветвь с шишками

 

Работы с нанопроволокой все еще находятся на экспериментальной стадии. С помощью этой проволоки ученые надеются создавать новые поколения вычислительной техники.

 

Цвет жизни

 

Цветы и иглы

 

Экспериментируя с нанопроволокой, Галина Струкова вместе со своими коллегами из Института физики твердого тела в Черноголовке получила удивительно красивые и необычные структуры.

 

Шипы

 

Кактус

 

В ходе этих экспериментов металлу позволили выйти за пределы пластиковой формы. Получив возможности «расти» свободно, металл стал образовывать причудливые структуры, напоминающие кораллы и цветы.

 

Коралловая веточка

 

Корни

 

Чтобы вырастить такие металлические наноцветы и нанопапоротники ученые чередовали слои разных металлов: индий, палладий, свинец, никель.

 

Лишайник

 

Наноцветы

 

Галина Струкова высказывает предположение, что металл образует структуры, похожие на биологические объекты, потому что весь процесс роста регулируется похожими правилами. При росте живых растений одна клетка производит дочерние клетки, которые наслаиваются друг на друга, и при росте металлического цветка атомы металла наслаиваются друг на друга.

 

Очиток

 

Папортник

 

Как говорил выдающийся советский физик Лев Андреевич Арцимович: «Наука – лучший способ удовлетворения личного любопытства за государственный счет». А результат получился действительно очень любопытный.

 

Серебряная веточка

 

"Ракушка" из сплава палладий-никель

 

Правда, тот же Арцимович с полным на то основанием говорил, что “золотое яблоко успеха появляется часто на самой незаметной веточке могучего дерева науки”. Поэтому, очень может быть, в скором времени эти фантастические металлические цветы принесут не менее фантастически полезные плоды.

 

Капустные листья

 

Водоросли и капуста брокколи

 

"Папортник" в другом масштабе

 

Патиссон