Новый обзор подчёркивает эффективный и чистый метод производства сверхчистых настраиваемых наночастиц
Обзор, опубликованный в [International Journal of Extreme Manufacturing](https://iopscience.iop.org/journal/2631-7990), акцентирует внимание на лазерном удалении в жидкостях (LAL) — физическом методе, который использует лазерные импульсы субнаносекундного диапазона для разрушения твёрдых металлических мишеней, погружённых в жидкости.
Результат: наночастицы на основе металлов высокой чистоты, не содержащие поверхностно-активных веществ, размер, форма и состав которых могут быть настроены без использования агрессивных химикатов или сложной постобработки.
Авторы из Университета Аджоу и Samsung Electronics рассказывают:
* как работает LAL;
* как можно точно настроить его параметры;
* почему этот метод может стать более простой, чистой и масштабируемой альтернативой традиционным методам химического синтеза, особенно в электронике.
В первой половине статьи рассматривается наука LAL: как такие факторы, как длина волны лазера, интенсивность и длительность импульса, а также выбор жидкости, влияют на формирование наночастиц и их масштабируемость. Также представлены инженерные усовершенствования, такие как системы непрерывного потока, лазерное управление и сопутствующие методы (например, лазерная фрагментация и плавка), которые повышают эффективность и контроль.
Во второй половине рассматриваются реальные применения. Наночастицы на основе металлов, полученные с помощью LAL (от отдельных металлов до сплавов, структур ядро-оболочка и высокоэнтропийных комбинаций), всё чаще используются в устройствах, имитирующих пять человеческих чувств, и даже в искусственных синапсах.
Поскольку эти наночастицы не содержат поверхностных лигандов или загрязнителей, они могут более эффективно взаимодействовать с окружающей средой, что приводит к созданию более чувствительных, быстрых датчиков, способных выполнять несколько функций одновременно.
Например, наночастицы из благородных металлов с индивидуальными свойствами поверхности могут улучшить обнаружение света или газа, в то время как наночастицы из высокоэнтропийных сплавов показали многообещающие результаты в датчиках водорода и запоминающих устройствах, имитирующих поведение мозга.
«Лазерное удаление в жидкостях предлагает чистый и масштабируемый способ производства высокопроизводительных наноматериалов», — говорит профессор Сонджун Парк, автор статьи. «Это может кардинально изменить подход к проектированию и интеграции материалов для гибкой электроники и интеллектуальных сенсорных систем».
Несмотря на свои преимущества, LAL всё ещё сталкивается с проблемами. Обеспечение долгосрочной стабильности наночастиц без добавления поверхностно-активных веществ и интеграция процесса в крупномасштабное производство электроники остаются актуальными направлениями исследований. Авторы предлагают в будущем сосредоточиться на системах непрерывного производства, мониторинге в реальном времени и создании функциональных устройств, которые расширяют возможности наночастиц.
По мере того как умные иммерсивные технологии становятся всё более неотъемлемой частью повседневной жизни, LAL может помочь преодолеть разрыв между синтезом наноматериалов и биологическими вычислениями, предлагая новый взгляд на то, как мы проектируем материалы для машин, которые видят, чувствуют и думают более похоже на нас.
Предоставлено International Journal of Extreme Manufacturing
Больше материалов по теме [Atomic and Condensed Matter](https://www.physicsforums.com/forums/atomic-and-condensed-matter.64/).