Вчені створили "рідке" золото, яке змінює форму і відкриває шлях до розумних матеріалів

• Японські вчені виявили, що золоті наночастинки можуть змінювати структуру подібно до рідини, що відкриває нові можливості для адаптивних матеріалів.
• Це відкриття може суттєво вплинути на розвиток нанотехнологій, біомедицини та матеріалознавства, дозволяючи створювати системи, які реагують на зміни середовища.

Японські науковці виявили незвичну властивість золотих наночастинок. За певних умов вони здатні змінювати структуру подібно до рідини, що відкриває нові можливості для створення адаптивних матеріалів.

Дослідники з Tohoku University повідомили про відкриття, яке може суттєво вплинути на розвиток нанотехнологій, біомедицини та матеріалознавства. Про це пише видання Phys.

Дивіться також Новий метод пошуку життя на Марсі може змінити правила космічних місій

Як золото навчилося перебудовуватися?

Команда під керівництвом докторки Ріни Сато, яка раніше працювала в Інституті досліджень багатовимірних матеріалів при Tohoku University, а нині представляє National Institute for Materials Science, разом із професором Кійоші Каніе виявила, що золоті наночастинки можуть поводитися як рідина та динамічно змінювати власну організацію.

Результати дослідження опубліковані у квітні 2026 року в журналі Journal of the American Chemical Society.

Якщо оперативні новини для вас важливі Додайте 24 Канал у вибрані в Google Додати

Йдеться про перше експериментальне підтвердження того, що незначні зміни у розподілі органічних молекул на поверхні наночастинок можуть запускати масштабну перебудову цілих шарів матеріалу.

Це відкриває шлях до створення адаптивних поверхонь, здатних реагувати на зміни довкілля майже миттєво.

Чому це важливо для науки

Коли неорганічні наночастинки об'єднуються в структури, їхні оптичні, електронні та магнітні властивості залежать від того, як саме вони розташовані.

Контроль над цим процесом є одним із головних викликів сучасного матеріалознавства. До цього більшість подібних структур залишалися статичними, а для зміни їхньої організації потрібне було нагрівання понад 100 градусів Цельсія.

Це значно обмежувало практичне застосування таких матеріалів. Японські вчені знайшли спосіб обійти це обмеження, використавши межу між повітрям і водою – середовище, де наночастинки здатні природно формувати двовимірні шари.

Як дослідники змусили золото "текти"

Для експерименту команда синтезувала золоті наночастинки, вкриті двома типами органічних молекул.

Перший тип – температурочутливі дендритні рідкокристалічні молекули, відомі як дендрони. Другий – прості лінійні ліганди.

Саме поєднання цих двох компонентів створило незвичайний ефект. За кімнатної температури наночастинки формували ізольовані острівцеподібні структури. Коли температура зростала, вони починали перебудовуватися: спочатку у ланцюгові конфігурації, а згодом – у великі мережеподібні структури.

Найвиразніша трансформація відбувалася приблизно при 40 градусах Цельсія. Коли дослідники механічно стискали шар, мережа поверталася до початкової острівної форми. Фактично матеріал демонстрував оборотну адаптивну поведінку.

Що показав рентгенівський аналіз

Щоб зрозуміти природу цього явища, команда використала синхротронні рентгенівські вимірювання на об'єкті DESY у Гамбурзі.

Аналіз показав, що поверхневі органічні молекули самостійно перерозподіляються під дією зовнішніх стимулів. Це змінює видиму симетрію наночастинок і запускає перебудову всього шару.

Професор Кійоші Каніе пояснив: "Ця робота демонструє, як дуже невеликі зміни на молекулярному рівні можуть призводити до драматичних структурних трансформацій у наночастинкових системах". За його словами, це відкриває новий напрямок для створення "розумних" матеріалів, здатних динамічно реагувати на середовище.

Які технології можуть з'явитися завдяки відкриттю

Особливий інтерес викликає той факт, що структурні зміни відбуваються при температурах, близьких до фізіологічних.

Це робить технологію перспективною для біомедичних застосувань. Зокрема, її можна використати для створення систем адресної доставки ліків, які реагуватимуть на локальні температурні відхилення.

Наприклад, навколо пухлин температура тканин часто трохи вища, ніж у здорових ділянках. Матеріал міг би реагувати на такі зміни, вивільняючи препарат саме в потрібному місці.

Крім медицини, відкриття може стати основою для нових мікрофлюїдних пристроїв, сенсорів, адаптивних покриттів і гнучкої наноелектроніки. Фактично дослідження наближає науку до концепції програмованих матеріалів – структур, які самостійно змінюють форму та властивості залежно від умов.

Якщо подальші експерименти підтвердять стабільність і масштабованість цього підходу, золоті наночастинки можуть стати фундаментом для нового покоління матеріалів, які будуть не просто пасивними елементами конструкції, а активними системами, здатними адаптуватися в реальному часі.