Un gruppo collaborativo di ricercatori tra cui Petr Kral, professore di chimica all'Università dell'Illinois a Chicago, descrivono una nuova tecnica per creare nuovi materiali nanoporosi con proprietà uniche che possono essere utilizzati per filtrare molecole o luce. Descrivono la loro ricerca sulla rivista Scienza .

Le nanoparticelle sono minuscole particelle costituite da un nucleo solido centrale a cui sono spesso attaccate molecole chiamate ligandi. Le nanoparticelle possono autoassemblarsi in formazioni reticolari che hanno ottiche uniche, magnetico, proprietà elettroniche e catalitiche.

Sperimentalisti guidati da Rafal Klajn, professore di chimica presso il Weizmann Institute of Science in Israele e autore corrispondente dell'articolo, ha prodotto strutture reticolari sottili costituite da due tipi di nanoparticelle:una con un nucleo di magnetite e un'altra con un nucleo d'oro.

Per formare questi sottili, strutture reticolari, nanoparticelle autoassemblate all'interno di uno strato di solvente essiccante che galleggia su un altro liquido in cui le particelle sono insolubili.

"I meccanismi di autoassemblaggio nel sottile strato di solvente differiscono da quelli in atto quando le nanoparticelle possono autoassemblarsi in solventi sfusi, " ha spiegato Kral.

Gli sperimentatori hanno anche sviluppato una tecnica per incidere chimicamente uno dei due tipi di nanoparticelle dalle strutture reticolari autoassemblate. Il materiale risultante aveva minuscoli, fori regolarmente distanziati.

Gli sperimentali si sono poi rivolti al gruppo di chimica teorica di Kral, che includeva Lela Vukovic, assistente professore di chimica presso l'Università del Texas a El Paso, per aiutarli a capire come si sono formati questi reticoli.

Kral e Vukovic hanno utilizzato simulazioni di dinamica molecolare atomica per modellare esattamente come le due diverse nanoparticelle si sono autoassemblate nel sottile, strutture reticolari. Hanno scoperto che, a seconda del tipo di liquidi utilizzati in questo processo, le nanoparticelle si autoassemblano in diverse strutture.

"In base alle proprietà note delle nanoparticelle e alle diverse superfici liquide su cui sono state posizionate, siamo stati in grado di prevedere come e perché si sono formati diversi reticoli, " disse Kral, il cui gruppo ha studiato a fondo come le nanoparticelle interagiscono per formare sovrastrutture complesse.

Modificando la composizione delle nanoparticelle e dei liquidi su cui si autoassemblano, Kral ha affermato che i chimici possono creare un numero enorme e una varietà di nuovi materiali nanoporosi. Nanoparticelle di dimensioni diverse sarebbero, quando inciso, creare diverse dimensioni dei pori.