I ricercatori hanno sviluppato un metodo ingegneristico su nanoscala che trasforma minuscole particelle in blocchi modulari "simili a LEGO".

Condotto dall'Università di Melbourne e pubblicato oggi in Nanotecnologia della natura , il lavoro è promettente per applicazioni su micro e nanoscala, compresa la somministrazione di farmaci, rilevamento chimico e accumulo di energia.

Franco Caruso, Professore e ARC Australian Laureate Fellow, Dipartimento di ingegneria chimica e biomolecolare ha affermato che il team ha costruito blocchi di nanoingegneria per adattare lo sviluppo di materiali avanzati.

"I nano-oggetti sono difficili da manipolare, poiché sono troppo piccoli per vedere direttamente a occhio, troppo piccolo da tenere, e spesso hanno superfici incompatibili per il montaggio in strutture ordinate, " Egli ha detto.

"Assemblare i mattoncini LEGO in forme complesse è relativamente facile, poiché i perni LEGO assicurano che i blocchi si attacchino ovunque tu voglia.

"Quindi abbiamo usato una strategia simile come base per assemblare nano-oggetti in architetture complesse rivestendoli prima con un materiale universalmente adesivo (un polifenolo) in modo che assomiglino alle borchie sui mattoncini LEGO.

"Ciò consente a una serie di nano-oggetti di restare uniti attorno a un modello, dove la dima determina la forma finale della struttura assemblata, "Ha detto il professor Caruso.

Diversi materiali possono essere assemblati utilizzando questo approccio. Questo approccio semplice e modulare è stato dimostrato per 15 materiali rappresentativi per formare diverse dimensioni, forme, composizioni e funzionalità.

Le composizioni includono particelle polimeriche, particelle e fili di ossido di metallo, nanoparticelle di metalli nobili, nanofili del polimero di coordinazione, nanofogli e nanocubi, e biologici.

Gli elementi costitutivi possono essere utilizzati per costruire complesse sovrastrutture 3D, compreso core-satellite, vuoto, sopraparticelle gerarchicamente organizzate, e materiali ibridi macroscopici.

"Molti metodi precedenti sono stati limitati dall'assemblaggio specifico delle particelle, "Ha detto il professor Caruso.

"Però, questo nuovo approccio alle particelle a base di polifenoli può essere adattato a diverse funzioni e consente di assemblare diversi elementi costitutivi in ​​sovrastrutture, " Egli ha detto.

Le "borchie" nelle strutture simili a mattoncini LEGO, note come borchie C/G dai polifenoli, fornire un processo di sovrastrutturazione per l'assemblaggio e l'incastro degli elementi costitutivi utilizzando più punti di ancoraggio.

I "perni C/G" sulle nanoparticelle dei blocchi costitutivi possono ulteriormente interagire con un substrato secondario e/o coordinarsi con ioni metallici, incastro delle strutture.

Ciò fornisce una piattaforma per la generazione rapida di assemblaggi sovrastrutturati con una maggiore diversità chimica e flessibilità strutturale su un'ampia gamma di scale di lunghezza, dai nanometri ai centimetri.