Attualmente molte (nano)strutture vengono coltivate a strati, una sopra l’altra, ma il loro ordinamento su scala atomica è generalmente lungi dall’essere perfetto. I ricercatori dell’Università di Twente mirano a una migliore comprensione di questi processi che potrebbero eventualmente portare a nanotecnologie più piccole, più veloci e complessivamente migliori e hanno scoperto, in una prima osservazione mondiale, la pre-solidificazione nella miscela di goccioline. Recentemente hanno pubblicato queste entusiasmanti scoperte sulla rivista Physical Review Letters .
Le goccioline sono composte da una miscela di metalli platino e germanio e si muovono su un substrato riscaldato in direzione della fonte di calore. Ma non appena la temperatura si abbassa, le goccioline iniziano il loro comportamento unico. Come gli sciatori professionisti, cambiano improvvisamente direzione e fanno uno slalom.
"Utilizzando un microscopio elettronico a fotoemissione, abbiamo potuto filmare lo sci e mostrare l'intero processo di solidificazione", spiega Arie van Houselt, corrispondente autore della pubblicazione.
Le goccioline sciistiche si formano a temperature sorprendentemente elevate. "Ciò avviene a novanta gradi sopra il loro punto eutettico, che è la temperatura alla quale questi tipi di miscele congelano. Le goccioline non si solidificano tutte in una volta. Prima si allungano e poi il processo di solidificazione inizia dal basso. Sulla loro interfaccia con il substrato", spiega Van Houselt.
Questo primo strato solido spiega anche lo sci. Quando il materiale si solidifica, acquisisce una nanostruttura che funge da griglia su cui le goccioline possono muoversi. La nanostruttura abbassa la resistenza delle goccioline in un'altra direzione. Le goccioline sfruttano questa resistenza ridotta e compiono una brusca virata. Cominciano a muoversi in questa direzione.
Questo straordinario display non è solo una performance divertente su scala nanometrica. Le condizioni in cui queste goccioline mostrano la loro straordinaria scia sono vicine a quelle riscontrate nella crescita di molte (nano)strutture, come i nanofili e il germanene. Van Houselt afferma:"Scoperte come questa forniscono informazioni preziose sui meccanismi di queste trasformazioni, aprendo potenzialmente le porte alla creazione di chip per computer progettati in modo impeccabile."
Ulteriori informazioni: Bene Poelsema et al, Presolidificazione in goccioline eutettiche, Lettere di revisione fisica (2023). DOI:10.1103/PhysRevLett.131.106201
Informazioni sul giornale: Lettere di revisione fisica
Fornito dall'Università di Twente
