Ученые выявили механизм образования мезокристаллов оксида церия

Ключ к контролируемому изготовлению мезокристаллов оксида церия нашли исследователи из Королевского технологического института КТХ, 8 февраля сообщает Phys.org.

Мезокристаллы представляют собой наночастицы одинакового размера, формы и кристаллографической ориентации, и их можно использовать в качестве строительных блоков для создания искусственных наноструктур с индивидуальными оптическими, магнитными или электронными свойствами. В природе эти трехмерные структуры встречаются, например, в кораллах, морских ежах и кальцитовой пустынной розе.

Искусственно полученные мезокристаллы оксида церия (CeO₂) — или наноцерии — хорошо известны как катализаторы, обладающие антиоксидантными свойствами, которые могут быть полезны при разработке фармацевтических препаратов.

«Чтобы иметь возможность производить мезокристаллы CeO₂ контролируемым способом, необходимо понимать механизм образования этих материалов», — говорит Инна Сорока, исследователь в области прикладной физической химии в KTH.

Образование мезокристаллов происходит не по тому же пути, что и у обычных кристаллов. Они формируются в процессе, называемом созреванием по Оствальду — когда более мелкие частицы в растворе растворяются и осаждаются на более крупных частицах.

Исследователи обнаружили, что гелеобразная аморфная фаза образует матрицу, в которой первичные частицы размером около 3 нм выравниваются друг с другом, самоорганизуясь в мезокристаллы диаметром 30 нм.

Они также обнаружили, что мезокристаллы могут в дальнейшем самоорганизовываться и образовывать супракристаллы, видимые невооруженным глазом.

Эта многоуровневая иерархическая архитектура супракристаллов является, по словам исследователей, перспективной концепцией разработки новых материалов.