Immagine al microscopio a effetto tunnel (STM) di un autoassemblaggio di molecole triangolari su una superficie d'argento. Il motivo ripetuto (metà di un motivo è indicato in giallo) ha una dimensione di 45 nanometri. Ogni punto corrisponde a una molecola con un diametro di ~ 1 nm. Credito:Manuel Gruber e Torben Jasper-Tönnies
La maggior parte delle unità funzionali tecniche sono costruite pezzo per pezzo secondo un piano di costruzione ben progettato. I componenti vengono posizionati in sequenza da esseri umani o macchine. Vita, però, si basa su un principio diverso. Inizia dal basso con l'autoassemblaggio molecolare. La cristallizzazione dello zucchero o del sale sono semplici esempi di processi di autoassemblaggio, dove si formano cristalli quasi perfetti da molecole che si muovono casualmente in una soluzione. Per comprendere meglio la crescita delle strutture macroscopiche dalle molecole, un gruppo di ricerca di fisici e chimici della Kiel University ha imitato tali processi con molecole su misura. Come recentemente riportato sulla rivista Angewandte Chemie hanno fabbricato una varietà di modelli su un'ampia gamma di dimensioni, comprese le strutture più grandi riportate finora.
I ricercatori hanno depositato molecole triangolari (metiltrioxatriangulenium) su superfici d'oro e d'argento e hanno osservato il loro autoassemblaggio in sovrastrutture a nido d'ape utilizzando un microscopio a scansione a effetto tunnel. Le strutture sono costituite da modelli periodici con dimensioni controllabili. "I nostri modelli fabbricati più grandi contengono subunità di 3.000 molecole ciascuna, che è circa 10 volte più di quanto riportato in precedenza, " dice il dottor Manuel Gruber, un fisico dell'Università di Kiel. Il team ha anche sviluppato un modello delle forze intermolecolari che guidano l'autoassemblaggio. "La caratteristica unica dei nostri risultati è che possiamo spiegare, prevedere e persino controllare le loro dimensioni, "Continua Gruber.
La comprensione dettagliata delle forze trainanti che controllano la dimensione dei modelli mantiene promesse per le applicazioni delle nanotecnologie, ed in particolare per la funzionalizzazione delle superfici. Si può prevedere di mettere a punto varie proprietà fisiche come quelle elettroniche, ottica o reattività ai gas di un materiale controllando le dimensioni delle sovrastrutture sulla sua superficie.
