Gli scienziati della University of South Florida hanno raggiunto una nuova pietra miliare nello sviluppo di supramolecole bidimensionali, gli elementi costitutivi che rendono possibili le aree della nanotecnologia e del progresso dei nanomateriali.

Dalla scoperta del grafene nel 2004, il materiale più sottile al mondo (spessore un atomo) e più resistente (200 volte più resistente dell'acciaio), ricercatori hanno lavorato per sviluppare ulteriormente nanomateriali simili per applicazioni industriali, farmaceutici e altri usi commerciali. Grazie alle sue proprietà conduttive e robustezza, il grafene può essere utilizzato nella microelettronica per fortificare i materiali meccanici e ha recentemente consentito l'imaging 3D preciso delle nanoparticelle.

Mentre il lavoro per sviluppare nuove supramolecole capaci di ulteriori applicazioni ha visto un certo successo, quelle formazioni molecolari sono piccole, di dimensioni inferiori a 10 nanometri, o si assemblano arbitrariamente, limitandone il potenziale utilizzo. Ma ora, nuova ricerca pubblicata in Chimica della natura , delinea un profondo balzo in avanti nel progresso supramolecolare.

"Il nostro team di ricerca è riuscito a superare uno dei maggiori ostacoli supramolecolari, sviluppando una struttura supramolecolare ben definita che spinge la scala dei 20 nanometri, " ha detto Xiaopeng Li, professore associato presso il Dipartimento di Chimica dell'USF e ricercatore capo dello studio. "E' essenzialmente un record mondiale per quest'area della chimica."

Li, insieme al suo team di ricerca USF, ha collaborato con il team di Saw Wai Hia presso l'Argonne National Laboratory e l'Università dell'Ohio, così come molti altri istituti di ricerca statunitensi e internazionali su questo sforzo.

Le supramolecole sono grandi strutture molecolari costituite da singole molecole. A differenza della chimica tradizionale, che si concentra sui legami covalenti tra atomi, la chimica supramolecolare studia le interazioni non covalenti tra le molecole stesse. Molte volte, queste interazioni portano all'autoassemblaggio molecolare, formando naturalmente strutture complesse in grado di svolgere una varietà di funzioni.

In questo ultimo studio, il team è stato in grado di costruire una griglia esagonale metallo-supramolecolare larga 20 nm combinando processi di autoassemblaggio intra e intermolecolari. Li afferma che il successo di questo lavoro farà progredire ulteriormente la comprensione dei principi di progettazione che governano queste formazioni molecolari e potrebbe un giorno portare allo sviluppo di nuovi materiali con funzioni e proprietà ancora da scoprire.