A volte sono le piccole cose nel mondo che possono fare un'incredibile differenza. Una di queste cose è la nanoparticella. Le nanoparticelle possono essere piccole, ma hanno una varietà di importanti applicazioni in aree come, medicinale, produzione, ed energia. Un team di ricercatori dell'Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) ha recentemente scoperto una struttura unica di nanoparticelle di rame-argento che ha un nucleo di un elemento circondato da una "gabbia" dell'altro elemento. Però, la gabbia non copre determinate aree del nucleo, che ricorda molto i galleggianti da pesca giapponesi in vetro tradizionalmente ricoperti di corda chiamata ukidama.

Questa struttura ukidama precedentemente sconosciuta potrebbe avere proprietà che possono aiutare il team nella sua missione per una nanotecnologia ottimale. I risultati sono stati pubblicati in Nanoscala .

"L'ukidama è una struttura unica, il che significa che probabilmente può darci proprietà uniche, " disse Panagiotis Grammatikopoulos, primo autore e capogruppo dell'OIST Nanoparticles by Design Unit. "L'idea è che ora che sappiamo di questa struttura potremmo essere in grado di adattarla alle nostre applicazioni".

I ricercatori dell'OIST lavorano continuamente per creare e progettare nanoparticelle che possono essere utilizzate nella tecnologia biomedica. Nello specifico, il team lavora per progettare le nanoparticelle ottimali per tecnologie come i sensori di gas intelligenti che possono inviare informazioni su ciò che sta accadendo all'interno del tuo corpo al tuo smartphone per diagnosi migliori. Un'altra applicazione è il biosensore senza etichetta, un dispositivo in grado di rilevare sostanze chimiche senza l'ostacolo di etichette fluorescenti o radioattive. L'identificazione della struttura ukidama è importante in questo sforzo perché avere una nuova struttura aumenta le possibilità di progressi tecnologici.

"Più parametri possiamo controllare, più flessibilità abbiamo nelle nostre applicazioni e dispositivi, " Prof. Mukhles Sowwan, ha affermato l'autore e capo delle Nanoparticelle dell'OIST by Design Unit. "Perciò, dobbiamo ottimizzare molte proprietà di queste nanoparticelle:la dimensione, Composizione chimica, cristallinità, forma, e struttura".

La scoperta della struttura ukidama è stata trovata attraverso lo sputtering simultaneo di atomi di rame e argento, ma indipendentemente, attraverso un sistema magnetron-sputtering ad alte temperature. Quando gli atomi hanno iniziato a raffreddarsi, si sono combinati in nanoparticelle bimetalliche. Durante il processo di sputtering, i ricercatori potrebbero controllare il rapporto tra argento e rame, con il tasso di potenza con cui gli atomi sono stati polverizzati. Hanno scoperto che la struttura ukidama era possibile, soprattutto quando il rame era l'elemento dominante, poiché gli atomi d'argento hanno una maggiore tendenza a diffondere sulla superficie delle nanoparticelle. Dai loro risultati sperimentali, il team è stato in grado di creare simulazioni in grado di mostrare chiaramente come si formano le nanoparticelle di ukidama.

Il team sta ora cercando di vedere se questa struttura può essere ricreata in altri tipi di nanoparticelle, che potrebbe essere un passo ancora più grande nell'ottimizzazione delle nanoparticelle per applicazioni biomediche e nanotecnologie.

"Progettiamo e ottimizziamo nanoparticelle per dispositivi biomedici e nanotecnologie, " Disse Sowwan. "Poiché l'ukidama è una nuova struttura, potrebbe avere proprietà che potrebbero essere utilizzate nelle nostre applicazioni."

Coautore, Antonio Galea, già delle Nanoparticelle di Design Unit, è stato responsabile della parte sperimentale di questo studio e da allora si è trasferito alla sezione Tecnologia e licenze dell'OIST per aiutare la ricerca, come questo lavoro svolto con le nanoparticelle che possono essere utilizzate nelle applicazioni, a entrare nel mercato.

"Il nostro obiettivo è portare la ricerca creata dall'OIST dal laboratorio al mondo reale, " ha detto Galea. "Questo è un modo in cui il lavoro svolto all'OIST, come dalle Nanoparticelle di Design Unit, può giovare alla società».