(Phys.org)—Immagina un chip per computer che può assemblarsi da solo. Secondo Eric M. Furst, professore di ingegneria chimica e biomolecolare presso l'Università del Delaware, ingegneri e scienziati sono più vicini a rendere questa e altre forme scalabili di nanotecnologia una realtà grazie a nuove pietre miliari nell'uso delle nanoparticelle come elementi costitutivi in ​​materiali funzionali.

Furst e i suoi ricercatori post-dottorato, James Swan e Paula Vasquez, insieme ai colleghi della NASA, l'Agenzia spaziale europea, Zin Technologies e Lehigh University, ha riportato la scoperta il 17 settembre in un articolo sul Atti delle Accademie Nazionali delle Scienze ( PNAS ) edizione on line.

Intitolato "Cinetica multiscala di una transizione di fase colloidale diretta dal campo, " l'articolo descrive in dettaglio come l'esplorazione dei colloidi da parte del team di ricerca, particelle microscopiche che sono solo centesimi del diametro di un capello umano, per capire meglio come i nano-"mattoni" possono essere diretti ad "autoassemblarsi" in strutture specifiche.

Il team di ricerca ha studiato i colloidi paramagnetici applicando periodicamente un campo magnetico esterno a intervalli diversi. Con la giusta frequenza e intensità di campo, il team è stato in grado di osservare la transizione delle particelle da un solido come materiale in strutture o reticoli cristallini altamente organizzati.

Secondo Furst, un professore nel Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biomolecolare dell'UD, nessuno prima ha mai assistito a questa "separazione di fase" guidata delle particelle.

"Questo sviluppo è entusiasmante perché fornisce informazioni su come i ricercatori possono costruire strutture organizzate, cristalli di particelle, utilizzando i campi di regia e potrebbe portare a nuove scoperte su come ottenere i materiali per organizzarsi, " ha detto Furst.

Poiché la gravità gioca un ruolo nel modo in cui le particelle si assemblano o si smontano, il team di ricerca ha studiato le sospensioni a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) attraverso sforzi di collaborazione con scienziati e astronauti della NASA. Un'osservazione interessante, Furst ha riferito, era il modo in cui la struttura formata dalle particelle si ingrossava lentamente, poi è cresciuto rapidamente e si è separato - simile al modo in cui l'olio e l'acqua si separano quando vengono combinati - prima di riallinearsi in una struttura cristallina.

Già, Il laboratorio di Furst ha creato nuovi nanomateriali da utilizzare nei materiali per le comunicazioni ottiche e nei rivestimenti a barriera termica. Questo nuovo dettaglio, insieme ad altri dati registrati sul processo, consentirà ora agli scienziati di scoprire altri percorsi per manipolare e creare nuovi nanomateriali da blocchi di nanoparticelle.

"Ora, quando abbiamo una particella che risponde a un campo elettrico, possiamo usare questi principi per guidare quell'assemblaggio in strutture con proprietà utili, come nella fotonica, " ha aggiunto Furst.

Il lavoro potrebbe potenzialmente rivelarsi importante nella produzione, dove la capacità di pre-programmare e dirigere l'autoassemblaggio di materiali funzionali è altamente desiderata.

"Questa è la prima volta che presentiamo la relazione tra una struttura inizialmente disordinata e una struttura altamente organizzata e almeno uno dei percorsi tra i due. Siamo entusiasti perché crediamo che il concetto di autoassemblaggio diretto consentirà un forma scalabile di nanotecnologia, " Egli ha detto.