Исследователи из Университета штата Иллинойс и Северо-Западного университета (США) изобрели структуры, которые самостоятельно собираются из простых строительных блоков подобно биологическим образованиям.

Спиральные «сверхмолекулы» состоят не из атомов или молекул, а из крошечных коллоидных шариков.

«Теперь мы можем создать новый класс «умных» материалов, которые откроют двери небывалым функциональным возможностям», — отмечает руководитель научной группы Стив Граник из Университета штата Иллинойс.

«Сферы Януса» (как назвали их исследователи, кратко о них мы уже писали здесь) притягиваются друг к другу в воде с одной стороны и отталкиваются — с другой. Именно эта особенность и позволяет им образовывать различные структуры по аналогии с атомами и молекулами.

В дистиллированной воде частицы полностью рассеиваются, потому что их заряженные стороны отталкиваются друг от друга. При добавлении соли её ионы ослабляют силы отталкивания, так что сферы могут подойти друг к другу достаточно близко, чтобы их гидрофобные стороны начали притягиваться.

При низкой концентрации соли создаются небольшие кластеры. На более высоких уровнях формируются более крупные кластеры, которые в конечном итоге самоорганизуются в цепочки со сложной спиральной структурой.

Концентрация соли не должна превышать определённый порог, чтобы гидрофобные половинки не только слипались, но и сохраняли способность двигаться, позволяя кластерам перестраиваться и расти.

Одно из преимуществ «сверхмолекул» заключается в том, что они довольно большие, и за ними можно наблюдать с помощью микроскопа. Следовательно, и контролировать их значительно легче.

Результаты исследования опубликованы в статье:

Qian Chen, Jonathan K. Whitmer, Shan Jiang, Sung Chul Bae, Erik Luijten and Steve Granick Supracolloidal Reaction Kinetics of Janus Spheres. – Science 14 January 2011: Vol. 331 no. 6014 pp. 199–202; DOI: 10.1126/science.1197451.