Il team del MIT usa legami molecolari flessibili per creare nuovi cristalli di nanoparticelle

I ricercatori del MIT e i loro collaboratori hanno creato strutture cristalline di nanoparticelle mai osservate prima utilizzando connettori molecolari flessibili. Questo approccio si discosta dalla strategia convenzionale di usare legami rigidi per controllare il modo in cui le particelle si uniscono, consentendo invece ai connettori di piegarsi e adattarsi mentre le particelle si assemblano.

I connettori, noti come ligandi, si attaccano alle superfici delle nanoparticelle. Nel sistema del team, catene polimeriche flessibili presentano cariche positive o negative alle estremità. L’attrazione tra cariche opposte aiuta a collegare le particelle, mentre la flessibilità delle catene influisce sul numero di particelle vicine con cui ciascuna può connettersi.

Gli esperimenti hanno mostrato che modificare le dimensioni delle nanoparticelle e la lunghezza delle catene polimeriche può alterare tali connessioni e le strutture risultanti. Limitando il numero di legami tra le particelle, i ricercatori hanno ottenuto disposizioni cristalline più aperte, anziché i modelli compatti che si formano comunemente.

I risultati mettono in discussione un approccio che ha guidato l’assemblaggio delle nanoparticelle per circa 20 anni: rendere rigidi i connettori per mantenere le particelle in orientamenti attentamente controllati. I risultati del team suggeriscono che la flessibilità può contribuire essa stessa a determinare la struttura di un materiale, senza che gli scienziati debbano definire in anticipo la direzione di ogni connessione.

Il lavoro, condotto da ricercatori del MIT con collaboratori dell’Università del Delaware, è descritto in un articolo di prossima pubblicazione su Nature Materials. Secondo i ricercatori, il metodo potrebbe favorire lo sviluppo di materiali con proprietà su misura e risultare pertinente per applicazioni nei settori dell’elettronica, della medicina, dell’energia, della fotonica e della catalisi chimica. Saranno necessari ulteriori sviluppi per tradurre l’approccio in tecnologie commerciali.

Fonti: ScienceDaily.