I ricercatori dell'Università di Kyoto hanno scoperto un modo per sostituire gli ioni superficiali dei nanocristalli di ossido di rame in condizioni ambientali, un'impresa che renderà la produzione di nanogabbie notevolmente più semplice.

Le nanogabbie di semiconduttori ionici possono essere utilizzate come materiali di conversione fotoelettrica come quelli utilizzati nei pannelli solari. Come una gabbia in senso letterale, le nanogabbie possono anche incapsulare farmaci ed enzimi, promettenti ulteriori sviluppi per la somministrazione mirata di farmaci.

Il nuovo metodo ideato da Hsin-Lun Wu e dai colleghi dell'Università di Kyoto sfrutta gli "stampi" di cristalli preesistenti per trasformare i nanocristalli di ossido di rame in nanogabbie cave di solfuro di rame attraverso lo scambio di anioni, e infine in nanogabbie di solfuro di cadmio e solfuro di zinco.

Le nanogabbie appaiono in più sistemi di cristalli a seconda delle loro forme, compresi i sistemi cubici ed esagonali. In precedenza, per ricavare nanogabbie esagonali di solfuro di zinco, è stato necessario applicare un calore elevato fino a circa 1000 gradi Celsius alle nanogabbie di solfuro di zinco con un sistema cubico.

Con il metodo del team di Kyoto, basta esporre nanocristalli di ossido di rame esaedrici o dodecaedrici al solfuro di sodio; con questo processo, gli anioni sulla superficie vengono sostituiti, trasformando la superficie del nanocristallo in solfuro di rame. Inoltre, l'ossido di rame all'interno si dissolve in modo da creare una nanogabbia cava. Quando queste nanogabbie di solfuro di rame sono esposte a nitrato di cadmio o nitrato di zinco, i cationi di rame vengono sostituiti per produrre nanogabbie di solfuro di cadmio e nanogabbie di solfuro di zinco, rispettivamente.

Gli autori scrivono che tali conversioni chimiche possono "superare le difficoltà associate al controllo delle dimensioni, forma, Composizione chimica, e struttura cristallina."

"Non ci saremmo mai aspettati che questo potesse essere fatto in un passaggio così semplice, "dice Toshiharu Teranishi, un autore senior dello studio.

Il team spera di testare questo metodo su nanocristalli con vari tipi di trucco ionico. "I nanocristalli ionici sono disponibili in così tanti gusti, " ha detto Teranishi. "Stiamo lavorando per scoprire se questo potrebbe essere applicato come metodo generale non solo per i nanocristalli di ossido di rame, ma anche per altri nanocristalli ionici."