Ученые создали "жидкое" золото, которое меняет форму и открывает путь к умным материалам

Исследователи из Tohoku University сообщили об открытии, которое может существенно повлиять на развитие нанотехнологий, биомедицины и материаловедения. Об этом пишет издание Phys.

Смотрите также Новый метод поиска жизни на Марсе может изменить правила космических миссий

Как золото научилось перестраиваться?

Команда под руководством доктора Рины Сато, которая ранее работала в Институте исследований многомерных материалов при Tohoku University, а сейчас представляет National Institute for Materials Science, вместе с профессором Кийоши Кание обнаружила, что золотые наночастицы могут вести себя как жидкость и динамично менять собственную организацию.

Результаты исследования опубликованы в апреле 2026 года в журнале Journal of the American Chemical Society.

Речь идет о первом экспериментальном подтверждении того, что незначительные изменения в распределении органических молекул на поверхности наночастиц могут запускать масштабную перестройку целых слоев материала.

Это открывает путь к созданию адаптивных поверхностей, способных реагировать на изменения окружающей среды почти мгновенно.

Почему это важно для науки

Когда неорганические наночастицы объединяются в структуры, их оптические, электронные и магнитные свойства зависят от того, как именно они расположены.

Контроль над этим процессом является одним из главных вызовов современного материаловедения. До этого большинство подобных структур оставались статическими, а для изменения их организации нужен был нагрев более 100 градусов Цельсия.

Это значительно ограничивало практическое применение таких материалов. Японские ученые нашли способ обойти это ограничение, использовав границу между воздухом и водой – среду, где наночастицы способны естественно формировать двумерные слои.

Как исследователи заставили золото "течь"

Для эксперимента команда синтезировала золотые наночастицы, покрытые двумя типами органических молекул.

Первый тип – температурочувствительные дендритные жидкокристаллические молекулы, известные как дендроны. Второй – простые линейные лиганды.

Именно сочетание этих двух компонентов создало необычный эффект. При комнатной температуре наночастицы формировали изолированные островкообразные структуры. Когда температура возрастала, они начинали перестраиваться: сначала в цепные конфигурации, а впоследствии – в большие сетевидные структуры.

Самая выразительная трансформация происходила примерно при 40 градусах Цельсия. Когда исследователи механически сжимали слой, сеть возвращалась к первоначальной островной форме. Фактически материал демонстрировал обратимое адаптивное поведение.

Что показал рентгеновский анализ

Чтобы понять природу этого явления, команда использовала синхротронные рентгеновские измерения на объекте DESY в Гамбурге.

Анализ показал, что поверхностные органические молекулы самостоятельно перераспределяются под действием внешних стимулов. Это меняет видимую симметрию наночастиц и запускает перестройку всего слоя.

Профессор Кийоши Кание объяснил: "Эта работа демонстрирует, как очень небольшие изменения на молекулярном уровне могут приводить к драматическим структурным трансформациям в наночастичных системах". По его словам, это открывает новое направление для создания "умных" материалов, способных динамично реагировать на среду.

Какие технологии могут появиться благодаря открытию

Особый интерес вызывает тот факт, что структурные изменения происходят при температурах, близких к физиологическим.

Это делает технологию перспективной для биомедицинских применений. В частности, ее можно использовать для создания систем адресной доставки лекарств, которые будут реагировать на локальные температурные отклонения.

Например, вокруг опухолей температура тканей часто немного выше, чем в здоровых участках. Материал мог бы реагировать на такие изменения, высвобождая препарат именно в нужном месте.

Кроме медицины, открытие может стать основой для новых микрофлюидных устройств, сенсоров, адаптивных покрытий и гибкой наноэлектроники. Фактически исследование приближает науку к концепции программируемых материалов – структур, которые самостоятельно меняют форму и свойства в зависимости от условий.

Если дальнейшие эксперименты подтвердят стабильность и масштабируемость этого подхода, золотые наночастицы могут стать фундаментом для нового поколения материалов, которые будут не просто пассивными элементами конструкции, а активными системами, способными адаптироваться в реальном времени.