Наблюдая за самосборкой

Пористые материалы довольно интересны в качестве самых разнообразных приложений от нанооптики до молекулярной электроники и разделения молекул. Один из таких материалов, содержащий упорядоченные канальные структуры, может быть получен путем самосборки молекул ПАВ и кремния.

Подложкой для формирования пористой структуры служит сам резервуар, в котором находятся составляющие будущей пористой структуры (cetyltrimethylammonium bromide (CTAB)/silica). Полученная пористая структура состоит из областей – доменов – которые имеют размеры 100х100 нм². Доменные образования пронизаны каналами практически одинакового поперечного сечения. Рост пористой структуры показан на рисунке 1.

Рис. 1. Схема процесса самосборки.

В последние годы ведется работа по поиску способов формирования пористых структур с упорядоченным расположением каналов и заданными размерами доменов. Для того, чтобы перейти к процессу управляемого роста пористых структур, необходимо понимать механизм их роста, а также факторы, на него влияющие. Форму полученных каналов, их местоположение и доменную структуру материала можно наблюдать используя молекулы красителя.

Рис. 2. Светящиеся молекулы в каналах пористой структуры.

Итак, ориентацию каналов в домене можно определить с помощью молекул Terrylenediimide (см.рисунок 1 справа). Находясь внутри канала молекула не может вращаться вокруг своей меньшей оси, потому что эффективный диаметр поперечного сечения канала 2–3 нм, что меньше, чем диаметр молекулы – около 3.2 нм. Возбуждаются молекулы красителя излучением He-Ne лазера. Схема установки показана на рисунке 3.

Рис. 3. Схема установки для исследования ориентации каналов.

Сигнал флуоресценции детектируется фотоумножителем. Для определения поляризации (а значит, и пространственного расположения молекулы) используется полуволновая пластинка. С ее помощью мы модулируем направление поляризации возбуждающего лазерного излучения. Величина интенсивности флуоресценции красителя регистрируется в зависимости от угла поляризации возбуждающего излучения. Наибольшая интенсивность и будет соответствовать той величине поляризации, которая наблюдается у флуоресцирующих молекул.

Источник(и):

1. nanometer.ru

http://www.nanonewsnet.ru/news/2011/nablyudaya-za-samosborkoi