анах. Так, в роботах полімерні колоїдні кристали були отримані фільтруванням суспензії, що містить, в основному, латексні сфери діаметром 300-1000 нм, через рівну полікарбонатну мембрану з порами розміром ~ 100 нм, які затримували великі, пропускаючи розчинник і дрібніші сфери.
Останнім час великого поширення набули метод впорядкування колоїдних сфер, пов'язаний з використанням капілярних сил. Показано, що кристалізація субмікронних частинок на кордоні меніска між вертикальною підкладкою і колоїдної суспензією по мірі випаровування останньої призводить до утворення тонкої, плоскої, добре впорядкованої структури. У той же час, вважалося, що використання цього методу для отримання колоїдних кристалів на основі частинок діаметром> 400 нм неможливо, оскільки осадження крупних частинок під дією сили тяжіння, як правило, відбувається швидше, ніж рух меніска вздовж підкладки внаслідок випаровування розчинника. Це створює певні проблеми для комерційних додатків методу: фотонні кристали в найважливішому для сучасних засобів зв'язку діапазоні довжин хвиль 1,3-1,5 мкм формуються на основі сфер з діаметрами в інтервалі 700-900 нм.
Цю проблему вирішили, застосовуючи градієнт температур, який ініціює конвекцію: конвекційні потоки уповільнюють седиментацію, прискорюють випаровування і призводять до безперервного струму сферичних частинок до меніску (рис. 24). Так, використовуючи цей метод, вдалося домогтися упорядкування кварцових сфер діаметром 0,86 мкм на силіконовій підкладці. Необхідно підкреслити, що матеріал одержуваної структури характеризувався значно меншою концентрацією точкових дефектів, а самі кварцові колоїдні кристали були значно більшими, ніж вдавалося отримувати раніше.
Простий метод одержання колоїдних кристалів, що не вимагає екстремальних умов проведення експерименту: упорядкування полістирольних сферичних частинок відбувається на поверхні води тільки за рахунок підйому температури суспензії до 90 В° C. У ході експерименту, латексні сфери діаметром 240 нм залишалися в розчині в зваженому стані при постійній температурі більше 2 місяців. Через безупинно викликаного випаровування розчину, концентрація колоїдних частинок на його поверхні, мабуть, значно зростає, що призводить до їх самоорганізації (під дією капілярних сил) у впорядковані області.
В
В В В В В В В В
Рис. 24 . Метод упорядкування великих кварцових сфер на поверхні вертикальної підкладки, що використовує дію капілярних сил і градієнта температур.
Розрахунки показали, що щільність "організованих" сфер стає менше щільності води, тому вони не тонуть. У процесі подальшого випаровування води до первинного кластеру прилаштовується наступний упорядкований шар і т.д. Саме мала різниця між щільністю води (1 г/см 3 ) і полістиролу (1,04 г/см 3 ) дозволяє отримувати колоїдні кристали на поверхні розчину. Дійсно, при експериментуванні з метанолом (Що має значно меншу щі...
