Nature ハイライト

物理:ナノ粒子がまだらに凝集する理由

Nature 426, 6964

湖の水が蒸発すると底の土がひびわれて複雑な模様を作るように、とても小さいナノメートルスケールの粒子は、その懸濁液が乾くと凝集してさまざまな模様を描く(ナノメートルとは100万分の1ミリメートルのことである)。この凝集過程により利用価値の大きい自発的に組織化する構造が生み出されるかもしれない。その例が、複雑な網状の材料や大きさと間隔がほぼ同じクラスターである。E Rabaniらは乾燥が引き起こすナノ粒子の凝集によって形成される構造を説明し、かつ予言する簡単なモデルについて述べている。 彼らはその系をチェッカー盤の格子として表現した。各々のます目は、溶媒の分子またはナノ粒子の一部(ます目の集団がナノ粒子全体を表す)で占められているか、あるいは(気体のように)空である。Rabaniらは、溶媒とナノ粒子の種類、および蒸発率に応じて、彼らのモデルがさまざまな異なる種類の凝集パターンを生成できることを示した。 得られたパターンのうちいくつかは実験によって確認されている。残りのパターンは正しい実験条件が実現されれば作られ得る構造だという。このモデルは実験の際に利用可能な種類から特定のナノ粒子パターンを選ぶのに役立つかもしれない。

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