Un autoassemblaggio efficace alle nanoscale.

Fonte: Le Scienze

I copolimeri a blocchi si autoassemblano in modo immediato in ben definite schiere di nanostrutture su distanze macroscopiche.

Sulla lunga strada delle nanotecnologie, che dovrebbe permettere un giorno di progettare e costruire oggetti combinandoli atomo per atomo, un metodo efficace per arrivare a tale risultato consiste nell’assemblaggio spontaneo dei "mattoni elementari", o autoassemblaggio. In questa direzione va il recente risultato di una ricerca effettuata presso il Lawrence Berkeley National Laboratory del Dipartimento dell’energia degli Stati Uniti che ha permesso di trovare un modo per indurre le strutture di dimensioni nanoscopiche ad assemblarsi in schiere complesse.Aggiungendo alcuni specifici tipi di piccole molecole a miscele di nanoparticelle e polimeri, i ricercatori sono infatti riusciti a dirigere l’autoassemblaggio in schiere mono, bi- e tridimensionali senza alcuna modificazione chimica né nelle nanoparticelle né nei copolimeri. Inoltre, la disposizione e le modalità di assemblaggio delle particelle potevano essere regolate in modo preciso mediante l’applicazione di opportuni stimoli esterni in forma di radiazione luminosa o di calore.“Il controllo preciso dell’organizzazione spaziale delle nanoparticelle e di altri mattoni elementari nanoscopici su diverse lunghezze d’onda ha rappresentato finora un 'collo di bottiglia' nello sviluppo di un approccio bottom-up per la produzione tecnologica di materiali”, ha commentato Ting Xu, che ha diretto lo studio e firmato l’articolo Small molecule-directed nanoparticle assembly towards stimuli-responsive nanocomposites, apparso sulla rivista “Nature Materials”. “Ora abbiamo dimostrato un approccio versatile per controllare in modo preciso la distribuzione spaziale di nanoparticelle facilmente applicabili a un ampio range di dimensionale, dal ‘nano’ al ‘macro’; la nostra tecnica può essere utilizzata su un ampia varietà di nanoparticelle, e potrebbe aprire nuove strade alla fabbricazione di dispositivi basati su tale tecnica, tra cui sistemi ad alta efficienza per la generazione e l’immagazzinamento dell’energia solare.”La tecnica che sfrutta molecole di DNA, impiegate per indurre l’autoassemblaggio delle nanoparticelle con un alto grado di precisione, funziona bene solo per schiere organizzate di dimensioni limitate, e diventa inutilizzabile per realizzazioni su larga scala. Xu ritiene invece che l’approccio migliore sia quello che sfrutta copolimeri a blocchi, lunghe sequenze di insiemi di un solo tipo di monomero.“I copolimeri a blocchi si autoassemblano in modo immediato in ben definite schiere di nanostrutture fino a costituire su distanze macroscopiche”, ha concluso la Xu. “Sarebbero perciò una piattaforma ideale per dirigere l’assemblaggio di queste strutture, anche se resta il problema che i copolimeri non sono particolarmente compatibili con altri tipi di nanoparticelle da un punto di vista chimico.” (fc)