Способность менять состояние, или фазы, аналогична той перестановке атомов, которая превращает железо в закаленную сталь. Если научиться управлять сдвигами фазы в материалах, созданных из усеченных тетраэдров, перед инженерами откроются новые, многообещающие возможности по созданию считавшихся невозможными материалов-трансформеров.

«Кристалл, сделанный из наноразмерных шаров, будет вести себя не так, как кристалл, сделанный из нанокубов, и их расположение вызовет совсем другие физические свойства, — сказала Гу Вэньди из Стэнфордского университета, автор статьи в журнале Nature Communications. — Мы использовали технологию 3D-печати для получения одной из самых интересных форм — усеченного тетраэдра. Это микронные четырехгранники с гранями на месте вершин».

Усеченные тетраэдры считаются самыми удачными многогранниками для производства материалов, легко меняющих фазу. Однако до недавнего времени получать их было трудно. Гу и ее коллеги не были первыми, кому это удалось, но они первые напечатали их в наноскопическом масштабе, пишет Stanford News.

Первая геометрическая структура, которую образуют усеченные тетраэдры — шестиугольный узор, в котором четырехгранники стоят ровно на подложке, направив вверх усеченные вершины. Вторая, более интересная в практическом плане, это кристаллическая квази-алмазная структура, в которой четырехгранники образуют восьмигранники. Такая структура считается крайне желательной в фотонике и может способствовать множеству научных открытий.

Кроме того, при правильной обработке будущие материалы из напечатанных наночастиц смогут быстро менять форму, переходя от одной фазы к другой под действием магнитного поля, электрического тока, тепла или чего-либо другого. Можно представить себе покрытие для солнечных панелей, которое подстраивается к уровню освещения, или водоотталкивающее покрытие для самолетов и стекол автомобилей, чтобы они никогда не покрывались льдом, или даже новый тип компьютерной памяти.

Специалисты MIT создали мощную вакцину, используя наночастицы на основе металлоорганического каркаса (MOF) под названием ZIF-8. Эти частицы показали способность активировать иммунную систему мышей через толл-подобные рецепторы и вызывать сильный иммунный ответ на вирусный белок.