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Geordnete mesoskopische Strukturen durch Selbstorganisation und Transformation von Hybrid-Nanostrukturen

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Abstract

Die Organisation von Nanostrukturen über mehrere Längenskalen ist eine Schlüsselherausforderung im Design von integrierten Materialien mit verbesserten Funktionen. Derzeitige Ansätze greifen bevorzugt auf physikalische Methoden wie Musterbildung zurück, und nicht auf Methoden wie spontane chemische Selbstorganisation und Umwandlung von Baueinheiten über mehrere Längenskalen. Es sollte möglich sein, eine Chemie der organisierten Materie zu entwickeln, die auf Prozessen beruht, in denen die Zeit- und Längenskalenkopplung wechselwirkender Komponenten übergeordnete Architekturen mit eingebetteter Struktur hervorbringt. In diesem Aufsatz zeigen wir, wie das Wechselspiel von Aggregation und Kristallisation die Selbstorganisation auf der Mesoskala, kooperative Umwandlung und Reorganisation von organisch-anorganischen Hybridbaueinheiten unter Bildung von Einkristallen mit Mosaikstruktur, Nanopartikelarrays und emergenten Nanostrukturen mit komplexer Form und Hierarchie auslösen kann. Wir schlagen vor, dass ähnliche Prozesse, die auf der Mesoskala wirksam sind, auch für Modelle der matrixvermittelten Keimbildung bei der Biomineralisation relevant sind.

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