Un nuovo tipo di nanoparticella simile alla Stella di David a sei punte (Magen David) che è il simbolo sulla bandiera di Israele è stata scoperta dai ricercatori dell'Università Ebraica di Gerusalemme. La scoperta, dicono i ricercatori, può portare a nuovi modi per rilevare il glucosio nella diagnosi del diabete o fornire un catalizzatore per catturare l'energia del sole e trasformarla in carburante pulito.
Il loro lavoro, credono inoltre, contribuisce notevolmente a comprendere come si formano le nanoparticelle ibride. Le nanoparticelle ibride sono sistemi che combinano due o più materiali diversi sulla stessa particella in cui la combinazione fornisce multifunzionalità alla particella. La scoperta degli scienziati dell'Università Ebraica è descritta in un articolo pubblicato ora online e nel numero di ottobre 2010 della rivista Materiali della natura .
Le nuove particelle a forma di stella di David, con taglie 10, 000 volte più piccolo della larghezza di un capello umano, sono stati scoperti dal gruppo di ricerca di Uri Banin, l'Alfred and Erica Larisch Memorial Professor e il direttore dell'Harvey M. Kruger Family Center for Nanoscience and Nanotechnology presso l'Università Ebraica.
I ricercatori hanno lavorato per provare a sviluppare nuove nanoparticelle composte da due tipi di materiali uniti insieme. Finora, gli scienziati sono a conoscenza solo delle nanoparticelle in cui un materiale incapsula l'altro (simile a un uovo e un tuorlo), o dove un'isola di un materiale si forma sull'altro (proprio come la testa del fiammifero su un fiammifero). Questo non era il caso delle forme della stella di David.
Dottoressa Janet Macdonald, un borsista post-dottorato nel gruppo di Banin, lavorato sulla sintesi di nanoparticelle che combinano solfuro di rame, un minerale comune con proprietà semiconduttive, e rutenio, un metallo dalle eccezionali proprietà chimico-catalitiche. Invece delle previste isole di rutenio sulle particelle del seme, ciò che ha visto nelle immagini del microscopio elettronico erano particelle con sorprendenti motivi a strisce e forme di stella di David.
Quello che seguì fu il difficile compito di capire la forma tridimensionale delle particelle che potevano dare tali immagini. Il mistero ha richiesto mesi per essere risolto e confermato da un'attenta analisi e con l'aiuto della dott.ssa Maya Bar Sadan e del dott. Lothar Houben dell'Ernst Ruska-Centre for Microscopy and Spectroscopy with Electrons a Juelich, Germania.
I ricercatori hanno generato un'immagine tridimensionale delle minuscole nanoparticelle utilizzando un potente microscopio elettronico e hanno scoperto che le stelle di David sono, notevolmente, "nano-gabbie". Le particelle sono di dimensioni nanometriche, cristalli esagonali, ciascuno con una minuscola struttura di metallo che li avvolge e li racchiude proprio come una gabbia per uccelli, ma 100 milioni di volte più piccolo. Poiché la nano-gabbia è esagonale, quando si guardano le immagini dall'alto, appaiono come Stelle di David. Nessuno aveva mai visto formarsi nanoparticelle ibride con una simile struttura a gabbia prima d'ora.
L'esplorazione delle possibili applicazioni per le nano Stelle di David è appena iniziata, e già hanno dimostrato di non essere solo belli; la composizione e la particolare forma a gabbia le rendono utili. La prima applicazione dimostrata è stata l'uso delle nano-gabbie come sensori. I ricercatori hanno rivestito un elettrodo con le nano-gabbie della Stella di David e hanno dimostrato che è possibile rilevare con il nuovo dispositivo minuscole quantità di perossido di idrogeno. Le particelle di solfuro di rame non ingabbiate da sole non erano sensibili, e notevolmente, l'aggiunta del telaio metallico ha potenziato il segnale elettrico di rilevamento di 200 volte. Il rilevamento del perossido è un primo passo verso nuovi e migliori sensori per il glucosio, che ha importanti implicazioni mediche, anche per la diagnosi del diabete.
Ma Banin e i suoi ricercatori hanno aspirazioni più ampie per le nano Stelle di David:testare questi materiali come sensori per altre applicazioni mediche e ambientali, ed esplorare se possono essere usati come fotocatalizzatori per usare la luce solare per produrre "combustibile verde".
