ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Организация и самоорганизация коллоидных структур из "Физико-химия нанокластеров наноструктур и наноматериалов" В микроэмульсионной системе компоненты дисперсной фазы постоянно сталкиваются, коалесцируют и разрушаются вновь, что приводит к непрерывному обмену их содержимым. Процесс столкновения нанокапель или мицелл определяется их диффузией в масляной среде для обратных мицелл. Процесс обмена регулируется взаимодействием адсорбционных слоев ПАВ и гибкостью межфазной поверхности. [c.350] Обратные мицеллы и обратные эмульсии активно используются для синтеза нанокластеров, при этом внутренний объем обратной мицеллы используется как нанореактор для проведения в нем химических реакций получения кластеров. С этой целью смешиваются две идентичные обратные микроэмульсионные системы, водные фазы которых содержат, например, вещества А и В, образующие в ходе химической реакции труднорастворимое соединение С. При коалесценции мицелл в них в результате обмена веществ образуется новое соединение С (рис. 11.2). [c.350] Синтез нанокластеров с помощью проведения реакций в обратных мицеллах открывает значительный простор для формирования нанокластеров как различного химического состава, так и формы кластеров. Так, для получения кластеров меди различной формы использовались мицеллы воды, стабилизированные Си (АОТ)г и Na(AOT) в изооктане, смешивались с микроэмульсией раствора борогидрата Натрия, стабилизированного Na(AOT). После смешивания микоэмульсий происходило восстановление меди, причем размер кластеров меди зависел от величины W [8]. [c.351] Метод обратных мицелл й эмульсий позволяет получать нанокомпозиты, когда кластер одного материала покрыт тонким слоем другого материала [9]. [c.352] Скорость коагуляции снижается при уменьшении концентрации электролита. Это приводит к случаю медленной коагуляции. [c.353] Коагуляция золей приводит к получению агрегатов, фрактальная размерность которых зависит от типа коагуляции. Для агрегатов, полученных в условиях медленной коагуляции, фрактальная размерность больше, чем для афегатов после бысфой коагуляции, что свидетельствует о более высокой организации в первом случае. Взаимодействие кластеров на больших расстояниях приводит к формированию ансамблей уже на микроскопическом уровне, обладающих фазовой устойчивостью. Такие упорядоченные образования носят название периодических коллоидных структур [10]. [c.353] В растворах ПАВ возникает не только самоорганизация молекул в мицеллах, но и появляется возможность организации кластеров металлов и оксидов металлов, полученных с помощью мицеллярной методики. На рис. 11.3 приведены схемы организации ПАВ на различных поверхностях раздела, а также прямые и обратные мицеллы. [c.353] Близкие к насыщению по концентрации слои ПАВ на поверхностях раздела вода — воздух, вода — масло, полярная твердая поверхность — раствор ПАВ могут иметь весьма высокую степень упорядочения, при которой все молекулы ПАВ ориентированы перпендикулярно поверхности раздела таким образом, чтобы полярные фуппы ПАВ контактировали бы с полярной фазой. Следует отметить, что такого рода самоорганизация может Ифать большую роль в биологической эволюции с учетом организации упорядоченных структур на поверхности морей и океанов. [c.353] Прямые и обратные мицеллы также можно отнести к самооргани-зованным наносистемам. Упорядоченность мицелл характеризуется одинаковой ориентацией молекул ПАВ в радиальном направлении от центра мицеллы к ее периферии с функциональными группами, близкими по природе к дисперсионной среде (рис. 11.3). [c.353] Для освобождения нанокластеров из мицеллы ее разрушают тиолами, растворяют образовавшиеся кластеры в подходящих растворителях. [c.353] На рис. 11.4 приведены снимки с помощью электронного микроскопа наноструктуры Ag2 8, полученной из пассивированных нанокластеров с размером 5,8 нм. [c.354] Несмотря на различие во внешней форме коллоидных кристаллов (рис. 1.16 а, в, д), их организация одинакова и соответствует структуре ГЦК. Формирование таких кластерных кристаллов происходит, по-видимому, под действием слабых вандерваальсовых взаимодействий. [c.355] Вернуться к основной статье