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Nuovi materiali capaci di auto assemblarsi

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Un gruppo di ricercatori della New York University guidati da un italiano, Stefano Sacanna ha sviluppato un semplice meccanismo capace di guidare l’auto-assemblaggio non casuale di particelle colloidali denominato di lock-and-key. Questo lavoro offre un nuovo approccio per la costruzione di piccole macchine con parti mobili. Il risultato è descritto in un articolo pubblicato sull’ultimo numero di Nature.

“Ci aspettiamo che queste interazioni offrano l’opportunità per ingegnerizzare particelle composite ‘intelligenti’, nuovi materiali funzionali e apparecchiature microscopiche con parti mobili”, osservano gli scienziati.

Secondo Stefano Sacanna lo schema di assemblaggio è così semplice che è “quasi imbarazzante”. Si articola attorno a due tipi di particelle – una con una cavità ‘lock’ e una forma sferica ‘chiave’, che s’incastrano. “È solo geometria”’dice Sacanna. Il lavoro rientra nel quadro dei tentativi in corso di comprendere e controllare l’auto-assemblaggio di particelle in modo da produrre nuovi materiali.

Infatti, i materiali complessi non possono essere costruiti particella per particella, per cui è necessario affidarsi a tecniche di auto-assemblaggio, il cui controllo si era però dimostrato estremamente difficile da realizzare principalmente per la ridotta conoscenza del modo in cui le particelle interagiscono far loro.

C’è un altro elemento importante, tuttavia – un polimero chiamato depletant, in questo caso poli ossido di etilene, che induce un’attrazione a corto raggio tra i due pezzi. Come spiega Sacanna, il suo team ha scelto un polimero sensibile al calore che avrebbe cambiato dimensione in risposta ai cambiamenti di temperatura, permettendo di controllare il meccanismo. La serratura e la chiave possono stare insieme a tempo indeterminato, ma se sale la temperatura, si dividono. Così il meccanismo non è solo flessibile, ma anche reversibile.

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