Новый вид химического клея

За последние три десятилетия исследователи обнаружили различные применения метода прикрепления молекул к золоту. В рамках данного подхода для склеивания материалов используются химические вещества, называемые тиолами. Несмотря на то, что данный метод позволил создать полезные электронные устройства, датчики и нанотехнологичные устройства, он имеет свои ограничения. И сейчас команда Массачусетского технологического института нашла новый материал, который поможет преодолеть многие из ограничений.

В рамках нового подхода используется семейство химических веществ, называемых карбенами, для приклеивания веществ к золоту, а также, возможно, и к другим материалам. Результаты работы, возглавляемой доцентом Иеремией Джонсоном (Jeremiah Johnson), были опубликованы группой ученых, в которую также входили профессор химии Трой Ван Вурхис (Troy Van Voorhis), аспиранты Александр Жуховицкий и Майкл Мэврос (Michael Mavros) в журнале Американского химического общества.

По словам Джонсона, тиоли имеют два основных ограничения в плане склеивания прочих материалов с золотом: «Сила склеивания относительно невелика, поэтому прикрепляемые молекулы могут отклеиться при нагревании. Также, соединение, как правило, имеет низкую электропроводность, ограничивая использование в электронных устройствах. Группа ученых из МТИ предполагает, что определенные виды карбенов могут преодолеть оба ограничения. При этом их можно будет использовать в рамках широкого спектра применений, – говорит Джонсон. – Например, в разработке органической электроники».

«Можно уменьшить электронные компоненты до молекулярного уровня, подключив молекулу к двум электродам и разместив ее между ними, – говорит он. – Такой компонент будет самым маленьким из возможных».

Такие карбены могли бы функционировать в качестве своеобразных поверхностных якорей, соединяющих многие составы с поверхностями, выполненными из различных материалов. Данный процесс известен в химии как функционализация поверхности. Джонсон продолжает: «С одной стороны, я могу использовать некоторое количество методов функционализации поверхностей, которые являются различными для разных поверхностей. С другой стороны, мы могли бы найти один общий метод, и это было бы намного лучше».

Брент Сигал (Brent Segal), руководитель подразделения по исследованиям в области нанотехнологий в Центре разработки перспективных технологий компании Локхид Мартин (Lockheed Martin) в г. Биллерика, шт. Массачусетс, добавил: «Данная работа обеспечивает сдвиг парадигмы в отношении присоединения химических веществ к атомам металлов. Это новый взгляд на известные вещи, и Джонсон со своей группой сделал большое дело, они смогли детально проработать жизнеспособный системный подход».

Однако Сигал предупреждает: «Как обычно бывает, работа находится на раннем этапе, и предстоит преодолеть ряд препятствий. Масштабирование материала и понимание ограничений производительности в рамках различных решений – первостепенная задача».

Источник: http://phys.org