Как усмирить нагрев наночастиц экспресс
Золотая крупинка размером в сотню атомов попадает под луч света — и раскаляется. В обычной жизни такое не страшно, но в мире нанотехнологий этот крошечный нагрев способен испортить биосенсор или сжечь микросхему. Вентилятор тут не поставишь: на таких масштабах тепло застревает, как в толстом пуховике.
Спасает положение тонкая, почти невидимая плёнка из гексагонального нитрида бора — материала, похожего на графит, но прозрачного и тугоплавкого. В опытах золотые наносферы сажали на чешуйки этого вещества, а затем грели светом и следили за температурой с помощью волновой микроскопии — метода, который ловит малейшие изменения в преломлении лучей. Оказалось, что нитрид бора работает как тепловая губка: он впитывает жар от частицы и размазывает его по своей поверхности, не давая точке перегреться.
Интересно, что тепло уходит двумя путями: напрямую от частицы в чешуйку и окольным маршрутом — через окружающую воду. Вместе эти каналы снижают нагрев до 60 процентов по сравнению с обычным стеклом. Такой подход не требует сложного оборудования и подходит для быстрой проверки новых двумерных материалов.
Гексагональный нитрид бора иногда называют «белым графеном» за сходную слоистую структуру, но в отличие от графена он не проводит электричество, зато отлично проводит тепло.