Фундаментальное материаловедение

Получение наночастиц серебра на поверхности микрокристаллов AgBr
Морозова Т.В.
зав. лабораторией «Электронная микроскопия»
Кемеровский государственный университет, Кемерово, Россия
E-mail: morozova-tania@mail.ru
В настоящее время становится все более очевидным, что в ближайшее десятилетие
одно из основных направлений фундаментальных и прикладных исследований будет
связано с разработкой методов создания наноразмерных систем, изучением их свойств и
поиском областей применения сверхминиатюрных устройств на их основе. Физические
свойства ультрадисперсных частиц открывают исключительные по своему значению
перспективы применения этих сред. Известные практические приложения дисперсных
сред основаны на специфике их свойств, существенно отличающихся от характеристик
тех же материалов в моно- или поликристаллическом, а так же в аморфном состоянии.
Это позволяет улучшать физико-химические параметры материалов и устройств и
открывает большие перспективы развития новой техники. Благодаря ряду особенностей,
связанных с их размерами и внутренним строением, они обладают уникальным
сочетанием электрических, магнитных, оптических, каталитических и других свойств,
не характерных для “массивных” металлов. Поэтому металлические частицы находят
широкое применение в различных областях науки и техники. Так, в химии они
используются в качестве катализаторов и как основа для получения нанокомпозитов, в
физике - для записи информации, преобразования и отражения излучений различной
энергии. В наноразмерном диапазоне практически любой материал проявляет
уникальные свойства, например, известно, что ионы серебра обладают антисептической
активностью.
Успехи в научных исследованиях и использовании наночастиц металлов в
значительной мере зависят от методов их получения и исследования.
В связи с этим в последние годы большой интерес вызывают исследования,
посвященные различным методам получения наноматериалов и изучением их свойств (в
том числе и наночастицы серебра). Известно, что основными характеристиками частиц,
определяющими их свойства, при одинаковом химическом составе являются структура,
размер, форма и состояние поверхности.
Проведенные нами исследования показали возможность получения наночастиц
серебра при изменении ионного равновесия в системе микрокристаллы AgBr-раствор.
Учитывая общий характер процессов, приводящих к разложению бинарных соединений
в этих условиях (изменение ионного равновесия на границе кристалл- окружающая
среда), а также практическое значение наночастиц на основе металлов, задачи
исследования закономерностей образования наноструктур в этих условиях актуальны,
как в научном, так и в практическом плане.
Метод электронной микроскопии позволяет не только получать изображения
наноразмерных объектов, но и получать информацию о их структуре и размере. Для
исследования закономерностей формирования и роста частиц серебра на
ориентированной кристаллической поверхности были использованы микрокристаллы
AgBr октаэрической и кубической формы различных размеров (от 0,7 до 1,5мкм). Таким
образом, на основании полученных данных можно судить о природе центров
концентрирования. Оказалось, что для всех исследовавшихся образцов дифракционная
картина от наночастиц серебра одинакова (полученные электронограммы имеют вид
колец с рефлексами, что соответствует дифракции от поликристаллической структуры).
Анализ распределения частиц серебра на поверхности микрокристаллов AgBr
позволяет сделать вывод о том, что образование зародышей происходит на случайно
расположенных центрах, в качестве которых могут выступать заряженные дефекты Brs - .