Американские учёные разработали новый способ управления формой нанокристаллов металлов – путём использования наночастиц другого металла в качестве «зёрен» и изменения условий в реакционной среде.

Управление морфологией нанокристаллов является важной задачей, поскольку многие их физические и химические свойства сильно зависят от формы. В работе исследователей из Университета Калифорнии в Беркли были синтезированы палладиевые наночастицы трёх различных форм с помощью использования кубических нанокристаллов платины.

Платиновые кубы со стороной 13 нм, все грани которых имеют индексы (100), использовались для выделения из реакционной смеси палладия, который обладает таким же периодом кристаллической решётки, как и платина, и «достраивает» наночастицы-«зёрна».

Характеризация биметаллических нанокристаллов в электронном микроскопе.

В зависимости от условий проведения реакции (содержания диоксида азота, влияющего на скорость роста палладия), исследователи смогли получить частицы трёх различных форм – кубической, октаэдрической и кубооктаэдрической – с разными типами поверхностей. Типу (100) соответствует кубическая форма, а октаэдрические частицы имеют грани типа (111). Кубооктаэдрические частицы обладают гранями обоих типов. Структуры наблюдались электронной микроскопией (см. рисунок).

В отсутствие платиновых зёрен, однако, результатом реакции являлась смесь крупных частиц, содержашая неполиэдрические частицы, наностержни и многогранные наночастицы. Таким образом, роль нанокубов платины состоит в создании поверхности для наращивания палладия и в задании формы конечных частиц. Согласно авторам работы, такой метод может применяться и для других металлических систем – примерами могут стать рутений, железо-платина, кобальт-платина.

Василий Артюхов