Nel corso dei millenni, le civiltà progredirono attraverso la Pietra, Bronzo, ed Età del Ferro. Ora è giunto il momento che i materiali quantistici cambino il modo in cui viviamo, grazie in parte alla ricerca condotta presso l'Institut National de la Recherche Scientifique (INRS) e la McGill University.

Professor Emanuele Orgiu, un ricercatore dell'INRS e uno specialista in materiali quantistici. Questi materiali sono spessi solo pochi atomi, ma hanno un'ottica notevole, magnetico, e proprietà elettriche. La ricerca del professor Orgiu si concentra sulla creazione di modelli sulla superficie dei materiali quantistici al fine di alterarne le proprietà.

"La forma dei disegni aiuta a determinare le proprietà impartite alla superficie, " lui spiega.

Il suo lavoro ha potenziali applicazioni per dispositivi (opto)elettronici come transistor e fotosensori, ma anche per dispositivi di biorilevamento.

L'esperto di materiali quantistici ha appena compiuto un grande passo avanti sintetizzando macrocicli, grandi molecole circolari, su una superficie di grafite. Questo materiale è costituito da una pila di grafene, un foglio di carbonio dello spessore di un atomo. Il grafene è considerato un materiale quantistico.

"Pensa ai macrocicli come a minuscoli blocchi di Lego. È impossibile costruire un anello in soluzione, una miscela omogenea in cui vengono diluiti i blocchi. Ma puoi farlo se li metti su un tavolo, " disse il professor Orgiu, autore principale di un nuovo studio, i cui risultati sono stati pubblicati online il 18 febbraio sulla rivista ACS Nano .

In breve, il ricercatore postdottorato nel gruppo di Orgiu, Chaoy Fu, chi è il primo autore dello studio, ha trovato un modo per utilizzare i macrocicli per disegnare modelli molecolari sulla superficie di un materiale.

"I macrocicli si depositano sulla superficie in soluzione e solo le molecole rimangono una volta che il liquido è evaporato. Possiamo prevedere come si adatteranno insieme, ma l'allineamento avviene naturalmente attraverso le interazioni con le molecole vicine e la superficie, "Spiega il professor Orgiu.

Lo studio è stato condotto in collaborazione con Dmitrii F. Perepichka, un professore del Dipartimento di Chimica di McGill, la cui esperienza ha aiutato a capire come certe molecole potrebbero disporsi sulla superficie della grafite.

"Questo è un ottimo esempio della potenza di un approccio multidisciplinare in cui abbiamo combinato sintesi organica e scienza delle superfici. Il livello di controllo che abbiamo raggiunto sulla forma e sulla struttura delle molecole sintetizzate è piuttosto notevole, "dice Perepichka.

Orgiu ha affermato che la forma e le dimensioni dei macrocicli li hanno resi il candidato ideale per disegnare sulla superficie della grafite.

"Il vantaggio di queste molecole sono i grandi pori nella loro struttura. Potremmo eventualmente essere in grado di utilizzare i nostri macrocicli come cornice e decorare i pori con biomolecole che promuoverebbero le proprietà di biorilevamento della superficie. Questo è certamente uno dei nostri prossimi passi per progetti futuri».