La nanotecnologia si basa sulla fabbricazione di nanostrutture. Gli scienziati sono ora riusciti a far crescere una struttura di carbonio unica su scala nanometrica che assomiglia a piccoli baffi arrotolati. Il loro metodo potrebbe aprire la strada alla formazione di nanoreti più complesse. I ricercatori dell'Electronic Properties of Materials Group presso la Facoltà di Fisica (Università di Vienna) e i loro collaboratori internazionali hanno pubblicato i loro risultati sulla nuova rivista ad accesso aperto del Nature Publishing group, Rapporti scientifici .

I nanomateriali mostrano proprietà uniche che possono svilupparsi solo quando le strutture del materiale sono molto piccole, ovvero su scala nanometrica. Per sfruttare queste proprietà speciali come, Per esempio, effetti quantistici specifici è molto importante produrre nanostrutture predefinite in modo controllato e interpretare la formazione della loro forma. Gli scienziati cercano di capire come avviare e controllare la crescita dei nanomateriali e stanno esplorando diversi modi per progettare e costruire nanostrutture con un controllo preciso sulle forme. In natura, molte forme organiche crescono bilateralmente, questo è, simmetricamente in due direzioni distinte. Un team internazionale di ricercatori dell'Università di Vienna (Austria), l'Università del Surrey (Regno Unito) e l'IFW Dresden (Germania) hanno ora ottenuto una tale formazione bilaterale di nanomateriali inorganici in un ambiente controllato implementando un nuovo metodo.

Come far crescere un nanobaffi

Gli scienziati hanno pressurizzato un gas costituito da atomi di carbonio e ferro a una temperatura elevata fino a quando hanno osservato che due rami di atomi di carbonio hanno iniziato a crescere spontaneamente da un nucleo di ferro. Quando il nucleo di ferro era abbastanza piccolo, i due bracci di carbonio iniziarono a girare a spirale alle estremità in modo che l'intera nanostruttura somigliasse in modo sorprendente a baffi arricciati. "Le incoraggianti intuizioni che abbiamo acquisito dai nostri esperimenti forniscono un ottimo punto di partenza per la produzione controllata di nuovi materiali straordinari con nanostrutture progettate", si aspetta il dottor Hidetsugu Shiozawa, autore principale della pubblicazione scientifica e ricercatore presso la Facoltà di Fisica dell'Università di Vienna.

Utili imperfezioni

Per saperne di più sull'architettura interna dei nanobaffi, i ricercatori hanno tagliato il loro nanomateriale in fette estremamente sottili e hanno utilizzato una speciale tecnica di microscopia – la microscopia elettronica a trasmissione – per dare un'occhiata più da vicino alle fette. Quando le nanostrutture crescono, emergono le imperfezioni strutturali del materiale che sono caratteristiche del modo in cui il materiale è stato formato. Nel modello a spina di pesce osservato dei nanobaffi affettati, la distribuzione delle imperfezioni strutturali ha permesso agli scienziati di guardare indietro nel tempo ed estrarre ulteriori informazioni sulla formazione del nanomateriale. Per le future applicazioni sarà fondamentale applicare le proprie conoscenze alla crescita di nanostrutture in 2 o 3 dimensioni al fine di costruire reticoli e reti regolari su scala nanometrica. Perciò, gli scienziati si sforzano di comprendere ancora di più il meccanismo alla base del modello di formazione dei nanobaffi e puntano a far crescere nanostrutture più dimensionali e più complesse nei futuri progetti di ricerca.