I chimici dell'Oregon State University hanno identificato un composto che potrebbe ridurre significativamente i costi e potenzialmente consentire la produzione commerciale di massa di nanostrutture di silicio, materiali che hanno un enorme potenziale in tutto, dall'elettronica alla biomedicina e allo stoccaggio di energia.

Questo straordinario composto è chiamato sale da cucina.

Cloruro di sodio semplice, più frequentemente trovato in una saliera, ha la capacità di risolvere un problema chiave nella produzione di nanostrutture di silicio, ricercatori appena annunciato in Rapporti scientifici , un giornale professionale.

Sciogliendo e assorbendo calore in un momento critico durante una "reazione magnesiotermica, " il sale impedisce il collasso delle preziose nanostrutture che i ricercatori stanno cercando di creare. Il sale fuso può poi essere lavato via sciogliendolo in acqua, e può essere riciclato e riutilizzato.

Il concetto, sorprendente nella sua semplicità, dovrebbe aprire le porte a un uso più ampio di questi straordinari materiali che hanno stimolato la ricerca scientifica in tutto il mondo.

"Questo potrebbe essere quello che serve per aprire un nuovo importante settore, " disse David Xiulei Ji, un assistente professore di chimica presso l'OSU College of Science. "Ora ci sono metodi per creare nanostrutture di silicio, ma sono molto costosi e possono produrre solo piccole quantità.

"L'uso del sale come scavenger di calore in questo processo dovrebbe consentire la produzione di nanostrutture di silicio di alta qualità in grandi quantità a basso costo, " ha detto. "Se riusciamo a ottenere un costo abbastanza basso, potrebbero emergere molte nuove applicazioni".

Silicio, il secondo elemento più abbondante nella crosta terrestre, ha già creato una rivoluzione nell'elettronica. Ma le nanostrutture di silicio, che sono strutture complesse molto più piccole di un granello di polvere, hanno un potenziale che va ben oltre l'elemento stesso.

Gli usi sono previsti in fotonica, imaging biologico, sensori, consegna farmaci, materiali termoelettrici in grado di convertire il calore in elettricità, e accumulo di energia.

Le batterie sono una delle applicazioni più ovvie e forse prime che potrebbero emergere da questo campo, ha detto Ji. Dovrebbe essere possibile con le nanostrutture di silicio creare batterie – per qualsiasi cosa, da un telefono cellulare a un'auto elettrica – che durano quasi il doppio prima di dover essere ricaricate.

Le tecnologie esistenti per realizzare nanostrutture di silicio sono costose, e le tecnologie più semplici in passato non avrebbero funzionato perché richiedevano temperature così elevate. Ji ha sviluppato una metodologia che mescolava cloruro di sodio e magnesio con farina fossile, una forma economica e abbondante di silicio.

Quando la temperatura raggiunse gli 801 gradi centigradi, il sale si è sciolto e ha assorbito il calore nel processo. Questo concetto chimico di base - un solido che si scioglie in un liquido assorbe calore - ha impedito il collasso della nanostruttura.

Il cloruro di sodio non ha contaminato o influenzato in altro modo la reazione, ricercatori hanno detto. Reazioni di scala come questa fino a livelli commerciali più grandi dovrebbero essere fattibili, loro hanno detto.

Lo studio ha inoltre creato, per la prima volta con questo processo, materiali compositi nanoporosi di silicio e germanio. Questi potrebbero avere ampie applicazioni nei semiconduttori, materiali termoelettrici e dispositivi di energia elettrochimica.