Исследователи из Университета Брауна и Мичиганского университета смогли стабилизировать кратковременную структурную фазу материи, которую раньше только предсказывали теоретически. Они создали сверхрешетку из наночастиц серебра — она фиксирует промежуточное состояние между двумя распространенными кристаллическими структурами металлов: гранецентрированной кубической (ГЦК) и объемноцентрированной кубической (ОЦК).
ГЦК‑структура — это плотная упаковка сферических частиц: они располагаются в кубическом порядке, с одной частицей в каждом углу и одной — в центре каждой грани куба. В ОЦК‑структуре частицы есть в каждом углу куба, а еще одна — в его центре. При нагревании некоторые металлы переходят из одной структуры в другую: например, железо меняет ОЦК‑решетку на ГЦК‑решетку при 912°C.
Ученые синтезировали наночастицы серебра в форме усеченных октаэдров («меконов») — у таких частиц каждая вершина срезана, получается тело с 14 сторонами. Эта форма — нечто среднее между кубом и сферой. Изменяя температуру синтеза, команда получила частицы разной формы — от более округлых до более кубических — и покрыла их длинными «липкими» молекулами. Эти молекулы помогают частицам связываться друг с другом и самоорганизовываться в сверхрешетки.
Оказалось, что именно «липкие» молекулы позволяют частицам собираться в конфигурации, соответствующие переходным фазам, которые описываются механизмом Нишиямы‑Вассермана. При освещении такие сверхрешетки демонстрируют сильную связь света и материи: электроны в частицах серебра вибрируют синхронно со световыми волнами и становятся квантово‑механически запутанными. Примечательно, что это происходит при комнатной температуре, а не при экстремально низких, как обычно.
Открытие может помочь в создании новых материалов для квантовых вычислений и сенсорики — всякий раз, когда находят новую фазу вещества, появляются и новые возможности ее применения.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые подвергли сомнению одну из базовых идей химии.
