В Сингапуре нашли способ создавать мельчайшие частицы с особыми свойствами. Такой подход может быть полезен во многих научных областях. Ученые использовали техники, которые применялись в Китае веками: шиповое соединение и комбинаторику танграм.
Сохранение структурной сложности, точности размеров и целостности микрочастиц традиционными методами представляется крайне сложной задачей, которая актуальна для современной микроэлектроники, медицины, фармацевтики и производства микрокомпонентов. Группа учёных из Наньянского технологического университета (Сингапур) стремится усовершенствовать этот процесс, выбрав в качестве основы исключительный по прочности материал, устойчивый к высоким температурам и химическим воздействиям, а также способ соединения.
Химики на основе керамики синтезировали частицы в микрофлюидном реакторе, каждая из которых была спроектирована так, чтобы соответствовать соседней.
Данная технология повторяет принцип крепежа шип-паз, применяемый плотниками еще в Древнем Китае для надежной фиксации домов и мебели без гвоздей.
Надежное соединение деревянных конструкций любой формы, включая лепестки, обеспечивалось выпуклыми и повторяющими их вогнутыми деталями. В исследовании применялись разнообразные формы поперечного сечения: десятизубчатые шестерни, треугольники, шестиугольники и трапеции.
Вторым методом учёных из Сингапура является «скользящая сборка», при которой микрочастицы одинаковой формы (квадратной или звездообразной) стыкуются, подобно элементам китайской головоломки. танграмОна обычно состоит из семи плоских геометрических фигур, или танов, складываемых определенным образом для получения более сложной фигуры. Оба метода продемонстрировали высочайшую эффективность: сохранение и точность формы микроструктур при диаметре (200 микрон) чуть больше человеческого волоса (до 80 микрон).
Использование проверенных методик ускорит производство микрочастиц в десять раз и даст возможность управлять их характеристиками. Такой метод снизит стоимость процесса, так как не нуждается в сложном и дорогостоящем инструменте.
О результатах эксперимента сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.