• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
18 марта, 15:02
ФизТех
22

В России разработали новый прекурсор серы для синтеза экологичных нанокристаллов

❋ 5.1

Химики из Института квантовых технологий МФТИ разработали новый прекурсор серы и применили его для синтеза экологически безопасных сульфидных нанокристаллов, состоящих из трех элементов. Такие кристаллы перспективны для применения в электронике, медицине и энергетике, предлагая более экологичную альтернативу традиционным квантовым точкам.

Наночастицы AgInS2. (A) Спектр энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии; (B) изображение в просвечивающей электронной микроскопии; (C) карта распределения Ag; (D) карта распределения In; (E) карта распределения S; (F) график Таукса; (G) спектр комбинационного рассеяния / © Frontiers in Nanotechnology

Коллоидные полупроводниковые нанокристаллы сейчас активно изучаются и используются в QLED-дисплеях, ИК-камерах, светодиодах, биосенсорах и фотокатализе. Это наночастицы размером несколько нанометров, в которых проявляется квантово-размерный эффект, что позволяет регулировать ширину запрещенной зоны и улучшать оптические характеристики материала. Это делает их незаменимыми в оптоэлектронных технологиях. Чаще всего используются нанокристаллы халькогенидов кадмия (Cd) и свинца (Pb), однако они токсичны, что ограничивает их применение.

Основная проблема в синтезе нанокристаллов — отсутствие удобных прекурсоров серы. Прекурсор — исходный реагент, который в процессе реакции преобразуется в целевой материал. Особый интерес представляют прекурсоры, позволяющие проводить контролируемый синтез нанокристаллов при умеренных температурах, без образования побочных бинарных сульфидов, также важна возможность легкой замены создаваемой лигандной оболочки.

Для решения этой проблемы в Институте квантовых технологий МФТИ разработали новый прекурсор. Ученые растворили элементарную серу в олефине российского производства при повышенной температуре. Полученное соединение стабильно к воздействию влаги и кислороду. Ученые использовали этот реагент для синтеза нанокристаллов ABS₂ (A = Cu, Ag; B = Ga, In) в углеводородных растворителях (декан или гексадекан). Работа опубликована в журнале Frontiers in Nanotechnology.

«Нам удалось создать качественный прекурсор серы на основе отечественных материалов и разработать эффективный метод синтеза целого ряда новых веществ. В ходе работы мы впервые получили коллоидные нанокристаллы Ag₉GaS₆ — ранее неизвестный материал, который демонстрирует высокий потенциал для нелинейной оптики», — рассказал Иван Шуклов, старший научный сотрудник Центра испытаний функциональных материалов Института квантовых технологий МФТИ.

Ученые синтезировали нанокристаллы CuGaS₂ и AgInS₂, а также новый материал Ag₉GaS₆ — ранее неизвестный в коллоидной форме. Этот материал перспективен для применения в области нелинейно-оптических приложений, таких как обработка сигналов. Полученные нанокристаллы имеют ширины запрещенной зоны от 1,53 эВ (CuInS₂) до 2,7 эВ (AgGaS₂), что подходит для приложений в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. Подобные кристаллы можно использовать для создания экранов, сенсоров и фотокатализаторов. Исследование показало, что новый прекурсор серы обеспечивает синтез таких сульфидных нанокристаллов со средним размером 4,8 нанометра и узким распределением по размерам, что делает их более подходящими для коммерческого использования.

Новый метод позволил снизить температуру синтеза на 20–30%, делая процесс энергоэффективнее и безопаснее. Он предполагает экономичный, стабильный и менее токсичный способ производства, снижая зависимость от вредных веществ, таких как кадмий и свинец, на 80–100% по сравнению с традиционными квантовыми точками. Кроме того, этот способ позволил впервые синтезировать коллоидные Ag₉GaS₆ нанокристаллы (~9 нанометров) для нелинейной оптики.

Результаты работы имеют глобальное значение как шаг к устойчивым нанотехнологиям.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), известен также как Физтех — ведущий российский вуз по подготовке специалистов в области теоретической, экспериментальной и прикладной физики, математики, информатики, химии, биологии и смежных дисциплин. Расположен в городе Долгопрудном Московской области, отдельные корпуса и факультеты находятся в Жуковском и в Москве.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
18 марта, 10:35
Илья Гриднев

За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.

17 марта, 08:30
Максим Абдулаев

Американские палеонтологи обнаружили зуб гигантской костистой рыбы ксифактина, застрявший в шейном позвонке четырехметрового плезиозавра. Находка стала первым прямым физическим доказательством атаки в горло крупной морской рептилии. Ученые установили, что нападение произошло не ради пропитания, а во время конкурентного конфликта двух высших хищников.

17 марта, 15:15
Татьяна Зайцева

Археологическая находка, сделанная недалеко от озера Кинерет на территории современного Израиля, показала, что психологическая война на поле боя гораздо древнее, чем можно было бы подумать.

17 марта, 08:30
Максим Абдулаев

Американские палеонтологи обнаружили зуб гигантской костистой рыбы ксифактина, застрявший в шейном позвонке четырехметрового плезиозавра. Находка стала первым прямым физическим доказательством атаки в горло крупной морской рептилии. Ученые установили, что нападение произошло не ради пропитания, а во время конкурентного конфликта двух высших хищников.

18 марта, 10:35
Илья Гриднев

За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.

17 марта, 15:15
Татьяна Зайцева

Археологическая находка, сделанная недалеко от озера Кинерет на территории современного Израиля, показала, что психологическая война на поле боя гораздо древнее, чем можно было бы подумать.

3 марта, 14:06
Александр Березин

В ноябре 2025 года при взлете российской ракеты с Байконура к МКС с существенной высоты упала кабина обслуживания 8У216. Поскольку в 2010-х годах из экономии средств у нас отказались от дублирования стартовых площадок, это создало ситуацию временной невозможности пилотируемых полетов. Теперь, всего через три месяца после происшествия, «Роскосмос» смог решить проблему, поставив запасную кабину обслуживания, найденную на складах Минобороны. Весенние пуски к МКС, запланированные ранее, теперь имеют шансы пройти в срок.

5 марта, 08:10
Александр Березин

Одна сторона сыплет более дорогими и сложными баллистическими ракетами, другая — относительно дешевыми крылатыми. Но при этом первая на порядок беднее второй. А что у них с технологическим уровнем для наземной войны, и почему, кстати, глава второй избегает даже самого этого слова? Попробуем разобраться в реальных возможностях военных машин сторон потенциально самого опасного конфликта 2026 года.

28 февраля, 16:50
Игорь Байдов

В той части Пиренеев, которые находятся на территории Испании, исследователи обнаружили первые доказательства добычи золота в эпоху Римской империи. На месте древних рудников нашли сложные гидравлические сооружения и остатки водохранилища, возраст которых определили с помощью метода оптического датирования. Открытие прольет свет на инженерные приемы римлян и поставит точку в многолетнем споре: действительно ли римляне добывали золото в этом регионе.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно