I ricercatori hanno annunciato il primo metodo in assoluto per controllare la crescita di cristalli metallici da singoli atomi.
Pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla natura e sviluppato presso l'Università di Warwick, il metodo, chiamato nanocristallometria, consente la creazione di componenti precisi per l'uso in nanotecnologia.
Il professor Peter Sadler del Dipartimento di Chimica dell'Università ha commentato che "La svolta con la nanocristallometria è che in realtà ci consente di osservare e controllare direttamente il nanomondo in movimento".
Utilizzando una matrice di grafene drogato per rallentare e quindi intrappolare gli atomi del metallo prezioso osmio, i ricercatori sono stati in grado di controllare e quantificare la crescita dei cristalli metallici. Quando gli atomi intrappolati entrano in contatto con altri atomi di osmio si legano insieme, alla fine crescendo in cristalli metallici 3D.
"La sartoria di oggetti nanoscopici è di enorme importanza per la produzione dei materiali del futuro", afferma il dottor Barry del Dipartimento di Chimica dell'Università. "Finora la formazione di nanocristalli metallici, che sono essenziali per quei materiali futuri, non poteva essere controllato con precisione a livello dei singoli atomi, in condizioni miti e accessibili."
Il prof. Sadler afferma:"Il significato della nanocristallometria è che ha permesso di crescere con cristalli metallici di precisione che possono essere piccoli anche solo 0,00000015 cm, o 15 ångström, largo. Se un nanodispositivo richiede un milione di atomi di osmio allora da 1 grammo di osmio possiamo realizzare circa 400mila dispositivi per ogni persona su questa terra. Rispetto ai metodi esistenti di crescita dei cristalli, la nanocristallometria offre un miglioramento significativo nella produzione economica ed efficiente di oggetti nanoscopici di precisione".
I ricercatori sostengono che il nuovo metodo possiede una gamma di potenziali usi. "Prevediamo l'uso della nanocristallometria per costruire precisi, circuiti elettronici a livello atomico e nuovi dispositivi di memorizzazione di nano-informazioni. Il metodo ha anche un potenziale significativo per l'uso nel biorilevamento di farmaci, DNA e gas, nonché per la creazione di nano-pattern unici sulle superfici per l'etichettatura di sicurezza e la sigillatura di documenti riservati. La nanocristallometria è anche un metodo innovativo per produrre nuove nanoleghe metalliche, e molte combinazioni possono essere previste. Possono avere proprietà molto insolite e ancora inesplorate", ha commentato il dottor Barry.
La nanocristallometria è stata resa possibile da strutture all'avanguardia che si trovano solo nel Regno Unito presso l'Università di Warwick. "I progressi sono stati resi possibili grazie al nostro uso di un microscopio elettronico a trasmissione ad alta risoluzione con correzione dell'aberrazione all'avanguardia, l'unico microscopio di questo tipo nel Regno Unito, che ha il potenziale per rappresentare i singoli atomi in questo modo. Sappiamo che le cose sono fatte di atomi, ma è davvero raro vederli ballare davanti ai tuoi occhi", afferma il dottor Richard Beanland del Dipartimento di Fisica dell'Università.
Commentando il potenziale commerciale della nanocristallometria Andrew Lee, Il Business Development Manager di Warwick Ventures ha dichiarato:"Pensiamo che la tecnica del team potrebbe essere una vera svolta in termini di offerta della capacità di micromanipolazione e derivatizzazione di una superficie di grafene; vedendo nascere molteplici opportunità commerciali in futuro. Abbiamo messo un domanda di brevetto in essere e siamo attivamente alla ricerca di partner industriali con cui collaborare in futuro."
