ИСТИНА

Материалы на основе металлических наночастиц в настоящее время являются одними из наиболее перспективных в оптике, катализе, биомедицине. Не смотря на обширный теоретический и экспериментальный материал, накопленный в данной области, многие фундаментальные, а особенно прикладные задачи далеки от решения. Свойства конечного материала существенным образом зависят от среднего размера частиц, ширины их распределения, наличия на поверхности адсорбционных слоев, их состава. Кроме того, с течением времени могут происходить вторичные медленные процессы, такие как оствальдовское созревание, изменение химического состава поверхностного слоя и др. Все это непосредственным образом сказывается на физико-химических характеристиках конечного материала. Формирование наночастиц вне зависимости от способа получения может происходить за счет двух механизмов: последовательного и параллельного. В первом случае каждая последующая частица получается путем добавления к металлическому остову атома металла (Mn = Mn-1 + M), а во втором происходит слияние двух частиц, содержащих более одного атома (Mn = Mx + My). Для случайного процесса первой модели соответствует нормальное (гауссово), а второй – лог-нормальное распределение частиц по размерам. Преобразование распределения частиц по размерам в координаты вероятностной бумаги позволяет определить его природу, а следовательно вклад того или иного механизма в общий процесс роста. Метод получения металлических наночастиц существенным образом сказывается на характере распределения частиц по размерам. Одни методы дают нормальное, другие – лог-нормальное, а третьи – смешанное распределение. В дальнейшем в системах, содержащих металлические наночастицы, возможно протекание вторичных процессов, таких как оствальдовское созревание. Несмотря на частое употребление данного термина в литературе, природа интермедиатных частиц, обеспечивающих массоперенос, до сих пор остается невыясненной. Анализ теоретических и экспериментальных данных показывает, что наиболее вероятным интермедиатом является заряженный кластер металла, содержащий не более 10-15 атомов. Классическая теория формирования анизотропных металлических частиц основана на блокировании определенных кристаллографических граней путем селективной сорбции на на них компонентов реакционной среды. Вместе с тем, возможен принципиально иной механизм, связанный с наличием в системе структурирующих компонентов. Они способны либо создавать упорядоченные анизотропные мицеллярные упаковки, либо сами являются геометрическими прообразами металлических частиц конечного продукта. Химическое модифицирование поверхности металлических наночастиц возможно путем использования моно- и полифункциональных органических соединений, содержащих группы, обеспечивающие снижение энергии поверхностных атомов за счет химического взаимодействия. В то же время свойства поверхности наночастиц будут определяться природой органического радикала и внешних функциональных групп. Использование химического модифицирования в пространственно ограниченных средах, например, в сорбированном состоянии позволяет получать упорядоченный поверхностных слой двух модификаторов (наночастицы-янусы). Это направление синтеза в настоящее время видится как наиболее перспективное в области функциональных материалов на основе металлических наночастиц.