30/11/13

Ecco i parenti stretti dei diamanti

Ecco i parenti stretti artificiali dei diamanti. Costituiti di nanoparticelle e Dna, sono stati costruiti in laboratorio partendo da nanoparticelle d'oro rivestite di Dna: la loro unione è stata ottenuta mimando passo dopo passo lo stesso lento processo che dà origine alle gemme in natura.


La tecnica, descritta sulla rivista Nature dai ricercatori della Northwestern University, consentirà di creare cristalli sfaccettati e quasi perfetti anche di grandi dimensioni e utili in numerose applicazioni che vanno dall'elettronica fino alla fotonica e alla catalisi delle reazioni chimiche.

I cristalli artificiali dei diamanti sono costituiti da due tipi di nanoparticelle d'oro, rivestite da corti filamenti di Dna complementari. ''Immaginate di avere un contenitore con un milione di palline colorate, alcune rosse e alcune blu'', spiega il coordinatore dello studio, Chad A. Mirkin. ''Se provate a mescolarle fino ad alternare palline rosse e palline blu - aggiunge - questo non accadrà mai.

La struttura di minerali naturali a confronto con
i microcristalli fatti di nanoparticelle d'oro e Dna
(fonte: Evelyn Auyeung/Ting Li/Chad A. Mirkin/
Monica Olvera de la Cruz)
Ma se attaccate un filamento di Dna alle palline rosse, e uno complementare alle palline blu e agitate, o come nel nostro esperimento, mescolate in acqua, tutte le particelle riescono a legarsi l'una all'altra. In questo modo si assemblano in un cristallo tridimensionale che possiamo prevedere attraverso calcoli teorici e che possiamo realizzare sperimentalmente''.

 Per ottenere una struttura sfaccettata e quasi perfetta il segreto sta nella lentezza del raffreddamento, proprio come accade per la formazione delle preziose gemme naturali.

I ricercatori hanno mimato questo processo riscaldando la soluzione con le nanoparticelle fino a 55 gradi e portandola poi a temperatura ambiente molto lentamente, raffreddandola appena di un centesimo di grado al minuto. Dopo quasi tre giorni di attesa, si sono formati microscopici cristalli di altissima qualità, delle dimensioni di circa tre millesimi di millimetro. fonte
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