ИННОВАЦИИ: Эталоны наномира
Проблема в том, что кончик иголки только в идеале имеет размер в один атом. На самом же деле острие зонда - это неровная площадка из нескольких молекул. Когда ученые изучают наноструктуры, из-за того что размер острия соизмерим с размером объектов, над которыми оно перемещается, микроскоп начинает выдавать искажения и ошибки. Для того, чтобы научиться их выделять и отсеивать, и нужны эталоны - выпуклые наноструктуры известной формы на плоских подложках. Как ковер, они состоят из множества элементов известного размера, расположенных в строгом, заранее определенном порядке. Рисунок, образованный ими, должен быть протяженным и покрывать уже макрообъекты - пластины величиной не менее нескольких микрон.
Удивительной красоты палладиевые и платиновые узоры умеют создавать электрохимики из МГУ им. М. В. Ломоносова. Вот только полюбоваться ими можно лишь с помощью специальных зондовых сканирующих микроскопов. Впрочем, и нужны такие узоры - на самом деле и не узоры вовсе, а наноструктуры с заранее заданными параметрами - вовсе не для красоты. Это исключительно полезные тест-объекты для нанотехнологов, чьим основным инструментом как раз и служат зондовые микроскопы.
Зонд микроскопа - это игла с очень острым кончиком, толщиною буквально в один атом. Она сканирует поверхность объекта, повторяя ее рельеф. Прибор преобразовывает движения иглы в набор электрических сигналов, оцифровывает их, и в результате на экране монитора возникает изображение поверхности миниатюрного объекта.
Сделать такие эталоны очень сложно, еще труднее добиться того, чтобы они были стабильными во времени. Эту проблему и удалось отчасти решить коллективу ученых под руководством известнейшего российского электрохимика, заслуженного деятеля науки, профессора Олега Петрия. Используя методы электрохимии, ученые научились получать наноструктуры, в которых, например, сросшиеся кристаллы платины образуют осадки, похожие на параллельные жгуты или толстые нити на поверхности золотой пластинки. Еще удалось научиться придавать нужный размер и форму частицам палладия на золотой подложке. Тут пригодился полимер - полиэтиленгликоль. Его крупные молекулы сворачиваются определенным образом и не дают кристаллам расти в некоторых направлениях. При этом от размера молекулы полимера и от того, как она свернулась, зависят величина, форма и взаимная ориентация наночастиц металла на подложке.
Наконец, московские электрохимики разработали оригинальный метод получения золотых наношариков на золотых же пластинах. Пластины погружают в раствор соли вольфрама - полиоксовольфрамат и подают на них положительный заряд. Крупные отрицательно заряженные ионы этого вещества прочно "садятся" на положительно заряженную золотую пластинку. Близлежащие атомы золота начинают двигаться и затем собираются в шарики размером 3 - 4 нанометра, "усаживаясь" между ионами.