самосборка (англ. self-assembly) — процесс образования упорядоченной надмолекулярной структуры или среды, в котором в практически неизменном виде принимают участие только компоненты (элементы) исходной структуры, аддитивно составляющие или «собирающие», как части целого, результирующую сложную структуру.

Описание

Самосборка относится к типичным методам получения наноструктур (наноматериалов) «снизу–вверх». Основная задача, которая стоит при ее реализации — это необходимость таким образом повлиять на параметры системы и так задать свойства отдельных частиц, чтобы они организовывались с образованием желаемой структуры. Самосборка находится в основе многих процессов супрамолекулярной химии, где «инструкции», как собирать большие объекты, «закодированы» в структурных особенностях отдельных молекул. Следует отличать самосборку от самоорганизации, которая может быть использована как механизм создания сложных «шаблонов», процессов и структур на более высоком иерархическом уровне организации, чем тот, что наблюдался в исходной системе (см. рис.). Отличия состоят в многочисленных и многовариантных взаимодействий компонент на низких уровнях, на которых существуют свои, локальные, законы взаимодействия, отличные от коллективных законов поведения самой упорядочивающейся системы. Для процессов самоорганизации характерны различные по масштабу энергий взаимодействия, а также существование ограничений степеней свободы системы на нескольких различных уровнях ее организации. Таким образом, процесс самосборки — более простое явление. Тем не менее, не стоит опускаться до крайностей и считать, например, что процесс роста монокристалла — это самосборка атомов (что соответствует, в принципе, определению), хотя, например, самосборка более крупных объектов — микросфер одинакового размера, формирующих плотнейшую шаровую упаковку, что приводит к образованию так называемого фотонного кристалла (трехмерной дифракционной решетки из микросфер), — это типичный пример самосборки. К самосборке можно отнести формирование самособирающихся мономолекулярных слоев (например, молекул тиолов на гладкой поверхности золотой пленки), образование пленок Ленгмюра– Блоджетт, послойную сборку и пр.

Иллюстрации

Пример самосборки: характерные проекции бинарных сверхрешеток, образованных различными наночаст
Пример самосборки: характерные проекции бинарных сверхрешеток, образованных различными наночастицами, и модельные элементарные ячейки соответствующих трехмерных структур. Автор: Дмитрий Талапин, University of Chicago, США [1]. 

Автор

  • Гудилин Евгений Алексеевич

Источники

  1. Философия наносинтеза // Нанометр, 2007. —www.nanometer.ru/2007/12/15/samosborka_5415.html (дата обращения: 13.10.2009).
  2. Self-assembly // Wikipedia, the free Encyclopedia. — http://en.wikipedia.org/wiki/Self-assembly (дата обращения: 31.07.2010).

Напишите нам