La battitura dell'oro, un'antica arte introdotta dagli antichi artigiani egiziani più di cinque millenni fa, prevede la meticolosa assottigliamento dell'oro sfuso in foglie sottilissime. Nel corso della storia, questo intricato processo ha adornato vari capolavori, come le tombe di Tebe e Saqqara, e ha consolidato il suo posto nell'arte e negli ornamenti di tutte le culture.
Oggi, l'oro su scala nanometrica viene utilizzato non solo per decorare dolci fantasiosi, ma è indispensabile per applicazioni moderne che vanno dalla microelettronica alla nanomedicina.
Colmando il divario tra le arti antiche e la tecnologia moderna, i ricercatori dell’Università della Florida del Sud, della Clemson University e dell’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign hanno scoperto che anche i lingotti d’oro nanoscopici possono essere compressi in forme di foglie 2D, replicando l’antico processo di battendo l'oro, ma su scala nanometrica.
"Siamo rimasti incuriositi dall'idea di prendere in prestito antiche imbarcazioni per i moderni processi di nanoproduzione", ha affermato il ricercatore Michael Cai Wang, assistente professore di ingegneria meccanica presso l'USF. "La capacità di fabbricare film sottili 2D da nanoparticelle apre nuove frontiere nella nanotecnologia e nella scienza dei materiali, mentre perseguiamo ulteriormente metodi ecologici per ingegnerizzare l'oro all'USF."
L'articolo dei ricercatori recentemente pubblicato su PNAS Nexus , "Goldbeating su scala nanometrica:trasformazione a stato solido di nanoparticelle d'oro 0D e 1D in morfologie 2D anisotropiche", esplora e offre approfondimenti sul mondo della deformazione metallica su scala nanometrica e della formazione delle foglie 2D. La comprensione acquisita da questo studio può portare allo sviluppo di un'ampia gamma di nanocristalli e nanometalli, aprendo la strada a interessanti applicazioni future nel campo dell'energia rinnovabile, dell'informatica quantistica e della nanomedicina.
"L'inizio di questa tecnica di trasformazione 2D a stato solido è solo il punto di partenza. La sua versatilità si estende oltre l'oro, rendendola applicabile a una vasta gamma di materiali", ha affermato Rubayat-E Tanjil, dottorando dell'USF in Ingegneria Meccanica e ricercatore. primo autore di questo articolo. "Mentre condividiamo le nostre scoperte con la comunità scientifica, non vediamo l'ora di far avanzare la nostra comprensione della deformazione metallica su scala nanometrica e di svelare nuova scienza."
Lo studio ha rivelato che le morfologie 2D indotte delle foglie d'oro dipendevano da vari fattori, tra cui la forma, le dimensioni e l'ordinamento originali delle nanoparticelle precursori prima della loro compressione. Grazie alla malleabilità dell'oro, questa tecnica di nanoproduzione ha il potenziale per controllare con precisione la forma, le dimensioni laterali e lo spessore della foglia d'oro 2D, aprendo nuove strade in diverse applicazioni.
"Lo sforzo che abbiamo compiuto per ottenere una compressione uniforme su vasta area dei nanocristalli alla fine ha dato i suoi frutti", ha affermato Keegan Suero, uno studente di ingegneria meccanica e studioso S-STEM dell'USF che ha lavorato nel laboratorio di Wang durante i suoi studi universitari. "Sono entusiasta di far parte di questa straordinaria impresa e, naturalmente, c'è ancora molto da scoprire in campo scientifico."
Grazie alla convergenza tra arte antica e nanotecnologia, questo studio non solo amplia la nostra comprensione dei materiali su scala nanometrica, ma mette anche in mostra il fascino senza tempo dell'oro e il suo significato nel plasmare il nostro passato, presente e futuro.
Ulteriori informazioni: Md Rubayat-E Tanjil et al, Goldbeating su scala nanometrica:trasformazione allo stato solido di nanoparticelle d'oro 0D e 1D in morfologie 2D anisotrope, PNAS Nexus (2023). DOI:10.1093/pnasnexus/pgad267
Informazioni sul giornale: PNAS Nexus
Fornito dall'Università della Florida del Sud
