News- Le Nanostrutture, un passo avanti per le nuove tecnologie

Nanotubi , nanotessuti e nanoparticelle costituiscono le nanostrutture, sistemi costituiti da atomi o molecole. Le loro dimensioni sono dell’ordine del nanometro , unità di misura che corrisponde a un milionesimo di millimetro.

Lo studio delle nanostrutture a livello applicativo è rappresentato dalla nanotecnologia. Questo  termine indica la manipolazione della materia a livello atomico e molecolare e in particolare si riferisce a lunghezze di pochi passi reticolari. La nanotecnologia è un ramo della scienza che coinvolge molteplici indirizzi di ricerca tra cui chimica, scienza dei materiali, biologia molecolare, fisica ed elettronica.

Approcci per ottenere nanostrutture

Gli approcci perseguiti in quest’ambito scientifico sono due

1)       Approccio bottom-up tramite il quale i materiali e i dispositivi sono ottenuti partendo da composti molecolari che, attraverso legami chimici, si auto assemblano sfruttando il riconoscimento molecolare.

2)     Approccio top-down tramite il quale materiali macroscopici attraverso un processo di miniaturizzazione controllato a livello atomico danno materiali nano strutturati.

Il Massachusetts Institute of Thecnology , uno dei maggiori centri di ricerca mondiali, ha elaborato una nuova strada per ottenere nanostrutture combinando l’approccio top-down a quello bottom-up al fine di ottenere materiali a basso costo dalle molteplici applicazioni. Un team del MIT ha trovato infatti un metodo per ottenere strutture complesse con un approccio sia di tipo top-down che bottom-up.

Il lavoro è descritto in un articolo pubblicato nel mese di giugno 2011 in cui viene illustrata la nuova tecnologia . In precedenza il  metodo per ottenere strutture tridimensionali, tramite un approccio top-down, faceva uso di uno schermo che genera una luce che si riflette su un materiale fotoresistente. Questo subisce alterazioni solo sulle superfici raggiunte dalla luce. Tuttavia tale metodo, che richiede strumentazioni al alta tecnologia ha alti costi e tempi di lavorazione.

L’altro metodo, che usava l’approccio bottom-up, utilizzava nano particelle colloidali le quali si autoassemblavano secondo reticoli cristallini in arrangiamenti energeticamente favorevoli.

Questo metodo, tuttavia è lento e le nano strutture presentano difetti dovuti al processo di auto assemblaggio.

Nuovo metodo

Il nuovo metodo è un ibrido in cui l’ordine di autoassemblaggio è prodotto direttamente su un substrato. Le singole particelle si dispongono in superficie e, come piccole lenti, focalizzano la radiazione secondo un tipo di intensità in funzione del loro arrangiamento in superficie. A seconda delle forme e delle disposizioni dei piccolissimi grani è possibile ottenere una grandissima varietà di strutture.

I membri del team, dicono che le prime strutture che intendono realizzare sono i cristalli fotonici le cui forme possono influenzare il comportamento della radiazione di luce che li attraversa.

Tali metodologie possono essere utilizzate anche per ottenere materiali fotonici. Essi controllano le onde luminose o sonore o possono costituire filtri a porosità controllata per applicazioni biomediche.

Tale lavoro ha entusiasmato scienziati che risaltano la semplicità sperimentale e il conseguente accesso alle strutture che sarebbero difficili o impossibili da realizzare tramite altre metodologie e induce a ritenere che tale approccio possa risultare utile in molti campi di applicazione.