Учёные научились управлять кристаллами с помощью света

Исследователи из Нью-Йоркского университета разработали метод, позволяющий использовать свет для управления сборкой микроскопических частиц в кристаллы. Техника, описанная в журнале Chem, является простой и обратимой, что открывает путь к созданию нового класса адаптивных материалов.

Ключевым элементом метода стало использование светочувствительных молекул — фото-кислот, которые добавляются в жидкость с коллоидными частицами. Под воздействием света они временно становятся более кислыми, что меняет электрический заряд на поверхности частиц и позволяет контролировать, будут ли они притягиваться и собираться в кристаллы или отталкиваться и распадаться.

По сути, мы использовали свет в качестве пульта дистанционного управления для программирования того, как материя организуется на микроуровне, — сказал автор исследования, профессор химии NYU Стефано Сакканна.

Эксперименты показали, что, регулируя яркость, продолжительность и рисунок света, можно с высокой точностью инициировать рост кристаллов, растворять их, придавать им форму и увеличивать их размер. Преимущество подхода в том, что всё происходит в одной системе без необходимости постоянной перенастройки условий.

Эта работа приближает создание динамических, программируемых материалов, чьи внутренняя структура и свойства (например, цвет фотонных материалов) могут перестраиваться по требованию с помощью света. В перспективе это может привести к появлению адаптивных сенсоров, перестраиваемых оптических покрытий и технологий отображения и хранения данных нового поколения.