Organizzare oggetti funzionali in un complesso, un'architettura sofisticata su scala nanometrica può produrre materiali ibridi che superano enormemente le prestazioni dei loro oggetti solisti, offrendo percorsi entusiasmanti verso uno spettro di applicazioni. Gli sviluppi della chimica di sintesi negli ultimi decenni hanno consentito di creare una libreria di nanostrutture ibride, come core-shell, irregolare, dimero, e quelli gerarchici/ramificati.

Tuttavia, le combinazioni di materiali di questi solidi non van der Waals sono in gran parte limitate dalla regola dell'epitassia reticolare.

Un gruppo di ricerca guidato dal professor Yu Shuhong presso l'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina (USTC) ha segnalato una nuova classe di eteronanostrutture che chiamano nanofili assiali a superreticolo (ASLNW), che consentono un'ampia tolleranza di disallineamento del reticolo e quindi vaste combinazioni di materiali. L'articolo di ricerca intitolato "One-Dimensional Superlattice Heterostructure Library" è stato pubblicato in Giornale della Società Chimica Americana il 12 maggio.

Per raggiungere il prevedibile, sintesi ad alta precisione di una libreria di ASLNW, hanno progettato una metodologia di codifica assiale che consente la regiospecificità per la trasformazione chemioselettiva.

Sono partiti da un progetto prestabilito, quadro riconfigurabile su nanoscala, e quindi disaccoppiato chimicamente i sub-oggetti adiacenti sfruttando la termodinamica e la cinetica di reazione. In questo modo, hanno ottenuto una libreria di nove ASLNW distinti con in linea di principio numerose derivate geometriche.

Regolando la selettività della reazione, erano in grado di programmare a richiesta le composizioni, dimensioni, fasi cristalline, interfacce, e periodicità nelle ASLNW. Grazie a tale controllo di alto livello, hanno finalmente ottenuto prestazioni fotocatalitiche superiori utilizzando ASLNW ottimizzati.

I risultati gettano nuova luce sulla creazione di nanostrutture di ordine elevato con maggiore complessità e funzioni migliorate, che mostrerebbero impatti significativi su un'ampia gamma di applicazioni nella conversione dell'energia solare e nell'optoelettronica.