Nanocząstki – drobiny tysiące razy mniejsze od grubości włosa – mogą układać się w uporządkowane struktury, podobnie jak atomy w kryształach. Takie „kryształy z nanocząstek” mogą mieć niezwykłe właściwości, np. w specjalny sposób kierować światłem albo przyspieszać reakcje chemiczne.

Przez około 20 lat naukowcy uważali, że cząstki trzeba łączyć sztywnymi molekularnymi „łącznikami”, żeby ułożyły się w zaplanowany wzór. Zespół prof. Roberta Macfarlane’a z Massachusetts Institute of Technology (MIT), we współpracy z University of Delaware, spróbował odwrotnie. Badacze zastosowali bardzo elastyczne łączniki z ładunkami elektrycznymi na końcach. Przeciwne ładunki się przyciągają, a giętkość łączników sprawia, że każda cząstka łączy się tylko z określoną liczbą sąsiadów.

Zmieniając wielkość cząstek i długość łączników, naukowcy uzyskali otwarte, mniej gęsto upakowane struktury, których wcześniej nie obserwowano. – To dokładne przeciwieństwo dogmatu, który obowiązywał przez 20 lat – mówi prof. Macfarlane. – Okazało się, że jeśli pójdziemy w przeciwną skrajność, działa to równie dobrze.

Wyniki opublikowano w czasopiśmie „Nature Materials”. Według autorów właśnie takie otwarte struktury kryją wiele ciekawych zastosowań – w fotonice, czyli technologiach sterowania światłem, w katalizie chemicznej, elektronice, medycynie czy energetyce. Metoda może też być prostsza do zastosowania na większą skalę niż dotychczasowe techniki, choć do zastosowań komercyjnych droga jest jeszcze daleka.