Un team di scienziati dell'Università di Manchester è stato premiato con un Guinness World Record per aver intrecciato fili di singole molecole insieme per creare il tessuto più fine del mondo, sorpassando il lino egiziano più fine.

La tessitura di fili aventi diametri variabili da diversi millimetri (canne, fibre vegetali, ecc.) a pochi micron (lana, cotone, polimeri sintetici, ecc.) ha sostenuto il progresso attraverso i secoli, dagli uomini dell'età della pietra che fabbricano reti per catturare i pesci e tessono tessuti per tenersi al caldo ai tessuti moderni che tutti noi usiamo ogni giorno.

Ora, per la prima volta, un team di scienziati dell'Università di Manchester ha sviluppato un modo per tessere fili molecolari in strati bidimensionali. In tal modo hanno prodotto un tessuto a tessitura molecolare 2-D che ha un numero di fili di 40-60 milioni (per confronto, il lino egiziano più fine ha un numero di fili di ~ 1500 (il numero di fili è il numero di fili per pollice).

La tessitura ha molte applicazioni, per gli uccelli che intrecciano ramoscelli per costruire i loro nidi, e gli umani che lo usano per fare reti per la pesca, cestini per trasportare le cose, e tessuti per vestirci. Le materie plastiche sono costituite da lunghi filamenti molecolari chiamati polimeri, e il team di ricerca voleva trovare un modo per tessere quei fili per realizzare tessuti a trama molecolare che potessero avere una resistenza e una flessibilità eccezionali allo stesso modo in cui le lenzuola di lino differiscono dai singoli fili di cotone.

Il team collaborativo ha utilizzato la chimica per tessere i fili. Gli atomi di metallo e gli ioni caricati negativamente lavorano in tandem per tessere insieme piccoli blocchi molecolari fatti di carbonio, idrogeno, ossigeno, atomi di azoto e zolfo. I blocchi di costruzione intrecciati si uniscono quindi come pezzi di un puzzle per formare singoli fogli di filamenti molecolari intrecciati in un tessuto spesso solo 4 milionesimi di millimetro (4 nanometri). Al momento il pezzo di tessuto più grande realizzato è lungo solo 1 mm. Ovviamente è estremamente piccolo, ma in realtà è più grande dei primi fiocchi di grafene quando è stato realizzato per la prima volta.

Il professor David Leigh ha dichiarato:"Tessere i fili molecolari in questo modo porta a proprietà nuove e migliorate. Il tessuto è due volte più resistente dei fili non tessuti e quando viene tirato fino al punto di rottura si strappa come un foglio piuttosto che ciuffi di fili che si staccano. Il materiale intrecciato funge anche da rete, permettendo a piccole molecole di attraversarlo mentre intrappola molecole più grandi nella minuscola maglia.

"Questo è il primo esempio di tessuto a strati molecolari. La tessitura di fili molecolari offre un nuovo modo di alterare le proprietà della plastica e di altri materiali.

"Il numero di fili e incroci di fili è stato misurato facendo brillare i raggi X sui mattoni. I fili piegano il percorso dei raggi X attraverso il materiale di una quantità specifica, consentendo ai ricercatori di misurare quanti fili ci sono per pollice. La misurazione mostra che il materiale ha un numero di fili di 40-60 milioni di fili per pollice. In confronto, il lino egiziano più fine ha un numero di fili di circa 1500".

Il team ha anche misurato lo spessore del tessuto a tessitura molecolare utilizzando uno strumento speciale chiamato microscopio a forza atomica, che ha una punta della sonda così affilata da avere un singolo atomo all'estremità. Ogni strato del tessuto a trama molecolare ha uno spessore di soli 4 nanometri; sono 10, 000 volte più sottile di un capello umano.

La ricerca è stata riportata in:"Autoassemblaggio di un tessuto a tessitura molecolare bidimensionale a strati" nella rivista Natura . Il team dietro il lavoro ha coinvolto quattro diversi gruppi di ricerca provenienti da tutta l'Università. Il team del professor David Leigh del Dipartimento di Chimica ha realizzato il tessuto a tessitura molecolare. Il team del professor Bob Young del Dipartimento dei materiali e dell'Henry Royce Institute ha condotto studi di microscopia a forza atomica per determinarne la struttura e le proprietà del materiale.

Il dottor George Whitehead del Dipartimento di Chimica ha condotto esperimenti di cristallografia a raggi X per individuare la posizione precisa degli atomi nei mattoni del materiale. Professoressa Sarah Haigh del Dipartimento di Materiali, ha utilizzato la microscopia elettronica per visualizzare il tessuto a trama molecolare. dottorato di ricerca la studentessa Paige Kent e il professor Rob Dryfe hanno usato il materiale come rete molecolare, intrappolando grandi molecole nella rete tessuta mentre le molecole più piccole passavano liberamente.