Un team di ricercatori del dipartimento di chimica dell'Università della Florida ha sviluppato una nuova tecnica per far crescere nuovi materiali da nanobarre.

I materiali con proprietà migliorate progettati da nanostrutture hanno il potenziale per rivoluzionare il mercato in tutto, dall'elaborazione dei dati alla medicina umana. Però, i tentativi di assemblare oggetti su scala nanometrica in strutture sofisticate sono stati in gran parte infruttuosi. Lo studio UF rappresenta un importante passo avanti nel campo, mostrando come le forze termodinamiche possono essere utilizzate per manipolare la crescita delle nanoparticelle in superparticelle con una precisione senza precedenti.

Lo studio è pubblicato nell'edizione del 19 ottobre della rivista Scienza .

"Il motivo per cui vogliamo mettere insieme le nanoparticelle in questo modo è creare nuovi materiali con proprietà collettive, " disse Charles Cao, professore associato di chimica presso l'UF e corrispondente autore dello studio. "Come mettere insieme atomi di ossigeno e atomi di idrogeno in un rapporto di due a uno:la sinergia ti dà acqua, qualcosa con proprietà completamente diverse dagli ingredienti stessi."

Nello studio UF, un sinergismo di nanobarre fluorescenti, talvolta utilizzati come biomarcatori nella ricerca biomedica, ha portato a una superparticella con un rapporto di polarizzazione dell'emissione che potrebbe renderlo un buon candidato per l'uso nella creazione di una nuova generazione di LED polarizzati, utilizzato in dispositivi di visualizzazione come la televisione 3-D.

"La tecnologia per realizzare le singole nanobarre è ben consolidata, " ha detto Tie Wang, un ricercatore post-dottorato presso UF e autore principale dello studio. "Ma quello che ci mancava è un modo per assemblarli in modo controllato per ottenere strutture e materiali utili".

Il team ha immerso le singole aste in una serie di composti liquidi che hanno reagito con alcune regioni idrofobiche sulle nanoparticelle e le hanno spinte in posizione, formando un più grande, particella più complessa.

Due trattamenti diversi hanno prodotto due prodotti diversi.

"Un trattamento ci ha dato qualcosa di completamente inaspettato:queste superparticelle con una struttura davvero sofisticata, diversa da qualsiasi cosa avessimo visto prima, "Ha detto Wang.

L'altro ha prodotto una struttura meno complessa che Wang, ei suoi colleghi sono stati in grado di trasformarlo in un piccolo quadrato di pellicola polarizzata grande circa un quarto di un francobollo.

I ricercatori hanno affermato che il film potrebbe essere utilizzato per aumentare l'efficienza nei televisori a LED polarizzati e negli schermi dei computer fino al 50 percento, utilizzando le tecniche di produzione attualmente disponibili.

"Ho lavorato nell'assemblaggio di nanoparticelle per un decennio, " ha detto Dmitri Talapin, un professore associato di chimica presso l'Università di Chicago che non era coinvolto nello studio. "Ci sono tutti i tipi di problemi da superare quando si assemblano blocchi da particelle su nanoscala. Non credo che nessuno sia stato in grado di farli autoassemblare in superparticelle come questa prima d'ora".

"Hanno raggiunto un tour-de-force in termini di precisione e controllo, " Egli ha detto.