Volkswacht Bodensee - Nuova luce sulle nano eliche, le 'viti' dei materiali del futuro

Svelato grazie alla luce laser il verso di rotazione delle nano eliche di silicio, considerate le 'viti' dei materiali del futuro. Il risultato, che apre la strada a nuove applicazioni nell'ambito delle terapie biomimetiche e della nanorobotica, è pubblicato sulla rivista Acs Nano da un team internazionale guidato dall'Università di Bath nel Regno Unito, a cui ha partecipato anche il Dipartimento di Scienze di base e applicate per l'ingegneria della Sapienza di Roma. Lo studio ha sfruttato il cosiddetto effetto Tyndall, ossia il fenomeno della diffusione della luce facilmente osservabile nella vita di tutti i giorni, per esempio quando un raggio di sole attraversa ambienti in cui sono sospesi corpuscoli di polvere o gocce d'acqua. Questo fenomeno è dovuto alla presenza in sistemi colloidali, nelle sospensioni o nelle emulsioni, di particelle di dimensioni comparabili a quelle delle lunghezze d'onda della luce incidente. Quando le particelle vengono illuminate, il modo in cui diffondono la luce contiene informazioni sulla loro dimensione e sulla geometria: grazie dunque all'effetto Tyndall lineare è possibile eseguire queste misurazioni, attraverso varie tecniche basate principalmente su sorgenti luminose deboli in cui la luce diffusa conserva la stessa frequenza della luce che illumina. L'effetto Tyndall non lineare, invece, si manifesta quando la luce laser passa attraverso minuscole particelle e viene diffusa a una frequenza doppia rispetto alla luce incidente, permettendo così la misurazione della chiralità di queste particelle, cioè la proprietà che le rende non sovrapponibili alla loro immagine specchiata (come una vite a causa della sua filettatura). Il nuovo studio ha analizzato questo effetto non lineare nelle eliche di silicio lunghe circa 270 milionesimi di millimetro (nanometri), che corrispondono per dimensioni ad alcuni virus e grandi corpuscoli cellulari. Quando queste eliche vengono illuminate da una particolare sorgente laser, la luce diffusa può svelare in che modo si avvolgono. "L'importanza di questa applicazione è data dal fatto che il silicio è l'elemento solido più abbondante sulla Terra, quindi ogni nuova proprietà ha un potenziale per utilizzi sostenibili ed economicamente vantaggiosi", afferma Ventsislav Valev dell'Università di Bath. "Un altro motivo è che la misurazione del senso di avvolgimento è estremamente necessaria per assemblare materiali inorganici da elementi costitutivi nanotecnologici. L'importanza è simile a quella di realizzare e poi poter misurare la filettatura di una vite standardizzata".

M.Betschart--VB