Emory Chan, con la fonderia molecolare di Berkeley Lab, dirige WANDA, un rivoluzionario robot per la produzione di nanocristalli, per eseguire flussi di lavoro complessi che tradizionalmente richiedono una vasta esperienza in chimica. (Foto di Roy Kaltschmidt, Berkeley Lab Public Affairs)
(PhysOrg.com) -- Gli scienziati del Berkeley Lab hanno creato un rivoluzionario robot per la produzione di nanocristalli, in grado di produrre nanocristalli con una precisione sbalorditiva. Questo robot unico, di nome WANDA, fornisce nanocristalli colloidali con proprietà personalizzate per l'elettronica, etichettatura biologica e dispositivi luminescenti. Poiché questo robot è controllato da protocolli software, gli utenti inesperti possono indirizzare WANDA a eseguire flussi di lavoro complessi che tradizionalmente richiedono una vasta esperienza in chimica.
Non più attribuibile all'errore umano:gli scienziati del Berkeley Lab hanno creato un rivoluzionario robot per la produzione di nanocristalli, in grado di produrre nanocristalli con una precisione sbalorditiva. Questo robot unico nel suo genere fornisce nanocristalli colloidali con proprietà personalizzate per l'elettronica, etichettatura biologica e dispositivi luminescenti.
Questo ingegnere robotico si chiama WANDA (Workstation for Automated Nanomaterial Discovery and Analysis) ed è stato sviluppato in collaborazione con Symyx Technologies presso la Molecular Foundry, una struttura per gli utenti del Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti situata presso il Berkeley Lab. Automatizzando la sintesi di questi nanocristalli, WANDA aggira i problemi delle tecniche tradizionali, che possono essere laboriosi e difficili da riprodurre da un laboratorio all'altro. Cosa c'è di più, L'abilità sintetica di WANDA può aiutare i ricercatori a vagliare un ampio, pool diversificato di materiali per applicazioni specifiche. Tale approccio combinatorio è stato utilizzato per decenni nell'industria farmaceutica e ora viene applicato ai nanomateriali presso la Fonderia.
“WANDA realizza nanocristalli di qualità eccezionale - ogni volta - ottimizzati per diverse applicazioni, ” ha detto Delia Milliron, Direttore dell'Inorganic Nanostructures Facility presso la Molecular Foundry. "Stiamo fornendo questi agli utenti e ora stiamo appena iniziando a utilizzare WANDA per scoprire nuove composizioni di nanocristalli con proprietà vantaggiose".
La robotica per la gestione dei liquidi di WANDA prepara e avvia le reazioni iniettando sostanze chimiche precursori di nanocristalli in una serie di reattori. Al termine di una serie di reazioni, le proprietà strutturali e ottiche di questi nanocristalli possono essere vagliate rapidamente, anche con modalità automatizzate. WANDA è alloggiata all'interno di una camera riempita di azoto, progettato per impedire all'ossigeno e all'acqua di interagire con precursori chimici reattivi e nanocristalli appena formati. Poiché questo robot è controllato da protocolli software, gli utenti inesperti possono indirizzare WANDA a eseguire flussi di lavoro complessi che tradizionalmente richiedono una vasta esperienza in chimica.
Milliron e i suoi coautori alla Foundry e all'Università della California, Berkeley, hanno indirizzato WANDA a produrre e ottimizzare una serie diversificata di nanomateriali in condizioni analoghe a quelle impiegate nella chimica tradizionale a base di flaconi. A partire da nanomateriali ampiamente studiati e praticamente utili, come i punti quantici di seleniuro di cadmio, le cui dimensioni possono essere regolate per emettere diversi colori di luce visibile:il team ha mostrato come WANDA può ottimizzare le dimensioni, struttura cristallina e proprietà di luminescenza di diversi nanocristalli.
“Questa tecnologia cambierà il modo in cui viene eseguita la ricerca sulla nanoscienza, "disse Emory Chan, un socio senior di ingegneria scientifica presso la Molecular Foundry. "Non solo WANDA consente l'ottimizzazione e la produzione di massa di nanoparticelle di cui i nostri utenti hanno bisogno, ma questo robot facilita anche esperimenti che ci danno una comprensione più profonda della chimica e della fisica dei materiali su scala nanometrica”.
Un documento che riporta questa ricerca dal titolo, "Riproducibile, sintesi ad alto rendimento di nanocristalli colloidali per l'ottimizzazione nello spazio dei parametri multidimensionali, ” appare sulla rivista Nano Letters ed è disponibile in Nano Letters online. Gli autori dell'articolo con Chan e Milliron sono Chenxu Xu, Alvin Mao, Gang Han, Jonathan Owen e Bruce Cohen.
Questo lavoro è stato supportato dall'Office of Science del DOE.
