(PhysOrg.com) -- Portare i nanomateriali a un nuovo livello di complessità strutturale, gli scienziati hanno determinato come introdurre i nodi nei nanofili dritti come frecce, trasformandoli in strutture bidimensionali e tridimensionali a zig zag con funzioni corrispondentemente avanzate.

Il lavoro è descritto questa settimana sul giornale Nanotecnologia della natura dai ricercatori dell'Università di Harvard guidati da Bozhi Tian e Charles M. Lieber.

Tra le altre possibili applicazioni, dicono gli autori, la nuova tecnologia potrebbe favorire un nuovo approccio su scala nanometrica per rilevare le correnti elettriche nelle cellule e nei tessuti.

"Siamo molto entusiasti delle prospettive che questa ricerca apre per la nanotecnologia, "dice Lieber, Marco Hyman, Jr. Professore di Chimica presso la Facoltà di Lettere e Scienze di Harvard. "Per esempio, le nostre nanostrutture rendono possibile l'integrazione di dispositivi attivi in ​​circuiti nanoelettronici e fotonici, così come approcci totalmente nuovi per sensori biologici extra e intracellulari. Quest'ultima area è quella in cui abbiamo già nuovi entusiasmanti risultati, e uno che crediamo possa cambiare il modo in cui viene effettuata gran parte della registrazione elettrica in biologia e medicina".

L'approccio di Lieber e Tian prevede l'introduzione controllata di "stereocentri" triangolari - essenzialmente, giunti fissi a 120º -- in nanofili, strutture che prima erano rigidamente lineari. Questi stereocentri, analogo ai centri chimici che si trovano in molte molecole organiche complesse, introdurre nodi nelle nanostrutture 1-D, trasformandoli in forme più complesse.

I ricercatori sono stati in grado di introdurre gli stereocentri come nanofili autoassemblati. Hanno fermato la crescita delle nanostrutture 1-D per 15 secondi rimuovendo i principali reagenti gassosi dalla miscela chimica in cui si stava svolgendo il processo, sostituendo questi reagenti dopo che i giunti erano stati introdotti nelle nanostrutture. Questo approccio ha portato a una resa del 40% di nanofili piegati, che possono poi essere purificati per ottenere rese più elevate.

"Gli stereocentri appaiono come" nodi, ' e la distanza tra i nodi è completamente controllata, "dice Tian, un assistente di ricerca presso il Dipartimento di Chimica e Biologia Chimica di Harvard. "Inoltre, abbiamo dimostrato la generalità del nostro approccio attraverso la sintesi di silicio 2-D, germanio, e strutture di nanofili di solfuro di cadmio."

La ricerca di Lieber e Tian è l'ultima di uno sforzo durato anni da parte degli scienziati per controllare la composizione e la struttura dei nanofili durante la sintesi. Nonostante i progressi in questi settori, la capacità di controllare la progettazione e la crescita di nanostrutture autoassemblanti è stata limitata.

Il lavoro di Lieber e Tian fa un passo avanti nella formazione di nanostrutture 2-D consentendo l'introduzione di dispositivi elettronici negli stereocentri.

"Un concetto importante emerso da questi studi è quello di introdurre per la prima volta funzionalità in punti definiti su nanoscala - in altre parole, nanodispositivi che si puo' autoetichettare, '", afferma Lieber. "Abbiamo illustrato questa nuova capacità inserendo diodi p-n e transistor ad effetto di campo proprio negli stereocentri".

Tali strutture auto-etichettate potrebbero aprire la possibilità di introdurre la nanoelettronica, fotorilevatori, o sensori biologici in complesse strutture su nanoscala.

Fonte:Università di Harvard (notizie:web)