матричная изоляция

Термин

матричная изоляция

Термин на английском

matrix isolation

Синонимы

Аббревиатуры

Связанные термины

кластер, криоконденсация, криохимия, нанореактор, 1D, нанореактор, 2D

Определение

Экспериментальная методика, используемая в химии и физике для предотвращения взаимодействия активных частиц между собой и с окружающей средой путем помещения (погружения) их в инертную матрицу или улавливания их с помощью такой матрицы.

Описание

Матричная изоляция молекул была задумана как эффективный экспериментальный прием исследования строения и реакционной способности химических частиц [1], чаще всего осуществляемый в условиях низких температур. Идея заключается в том, чтобы отделить химические частицы (молекулы, радикалы, кластеры, различные переходные состояние - интермедиаты) друг от друга инертным разбавителем, препятствующим их взаимодействию между собой и окружающей средой, и предоставить тем самым возможность отнести результаты исследований, выполняемых в подавляющем большинстве случаев спектральными методами, к изолированным объектам. Матричная изоляция позволяет изучать весьма реакционноспособные молекулы, которые, не будучи окруженными оболочками частиц матрицы, немедленно вступили бы в реакции или претерпели превращения. Наиболее очевидные разбавители - инертные (или благородные) газы Rg = He, Ne, Ar, Kr, Xe. Другие популярные матричные материалы - молекулярные газы N₂, CO. В последние годы как матричный материал пристальное внимание привлекает молекулярный водород H₂ . При низких температурах (порядка 10 К) эти вещества могут быть переведены в твердую фазу той или иной степени упорядоченности, и в пространствах между узлами решетки могут располагаться посторонние молекулы. Решетка матрицы выступает как "хозяин", внедренная (или матрично-изолированная) молекула - как "гость" в образующейся сложной системе. Технически матрица формируется при напылении потока инертного носителя, то есть матричного материала, подхватывающего поток вещества, поставляющего матрично-изолируемые молекулы, на охлаждаемую подложку. В свою очередь, для получения газового потока будущих матрично-изолированных молекул соответствующее вещество испаряют либо термически, либо лазерным облучением.

В более широком толковании под матрицей можно понимать и существенно более сложные образования, нежели упомянутые выше. Например, хорошо известны соединения внедрения в графит, в которых между графитовыми слоями (матрица) располагаются кластеры щелочных металлов (матрично-изолированные частицы). Другой класс соединений внедрения представляют жидкие кристаллы с включенными в них металлическими частицами.

В последнее время большую роль играет синтез наночастиц с различным форм - фактором (от глобул, нанопластинок до нанопроволок) в одно- или двумерных реакторах, что приводит к получению нанокомпозитов, в которых наночастицы отделены друг от друга и окружающей среды стенками матрицы, что предотвращает их химическое взаимодействие и изменение функциональных свойств.

Авторы

• Гудилин Евгений Алексеевич, д.х.н.
• Шляхтин Олег Александрович, к.х.н.

Ссылки

1. Немухин А.В. Молекулы в матрицах и кластерах // Соросовский образовательный журнал. - 2000, №6 - с. 27-28
2. Сергеев Г.Б., Батюк В.А. Криохимия. - М.: Химия, 1978. - 296 с.
3. Экспериментальные методы в химии высоких энергий. Под общ. ред. М.Я. Мельникова. - М.: МГУ, 2009 - с. 288-368
4. Matrix Isolation/Wikipedia, the free encyclopedia. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Matrix_isolation (дата обращения 12.10.2009)
5. "Вспомнить все" по-нанотехнологически.../Нанометр. URL: http://www.nanometer.ru/2007/05/24/11800192438597.html (дата обращения 12.10.2009)

Иллюстрации

Магнитные нанонити в порах оксида алюминия (фото ФНМ МГУ) Источник: http://www.nanometer.ru/2007/05/24/11800192438597.html

Теги

нанокомпозиты

Разделы

Формирование наноматериалов с использованием биологических систем и/или методов
Темплейтные техники в жидких средах (химическое и электроосаждение)
Криохимия
Электроосаждение
Бионаноматериалы и биофункционализированные наноматериалы
Нанокапсулы
Наночастицы на подложках
Наночастицы в твердых, полимерных или жидкокристаллических матрицах
Наноструктурированные катализаторы и устройства на их основе
Нанотехнологии в фотонике и оптоэлектронике, компонентная база и устройства
Нанотрубки и нанопроволоки
Нанокристаллы и наночастицы (в том числе квантовые точки)
Молекулярная электроника и устройства на ее основе

(Источник: «Словарь основных нанотехнологических терминов РОСНАНО»)