Imaging a raggi X
Oleg Gang, Columbia Engineering

L’imaging a raggi X dell’interno di un nuovo materiale autoassemblato da nanoparticelle con una risoluzione di sette nanometri, è stato realizzato per la prima volta da dei ricercatori della Columbia Engineering e del Brookhaven National Laboratory del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.

Dalla progettazione di nuovi biomateriali a nuovi dispositivi fotonici, i materiali costruiti attraverso un processo chiamato nanofabbricazione dal basso verso l’alto, o autoassemblaggio, stanno aprendo la strada a nuove tecnologie con proprietà ottimizzate su scala nanometrica.

I ricercatori per cogliere completamente il potenziale di questi nuovi materiali, devono vedere all’interno delle loro creazioni in modo da poter controllare la progettazione e la fabbricazione e rendere così le proprietà desiderate.

Rivelare la struttura interna dei nanomateriali

Gli scienziati della Columbia Engineering e del Brookhaven National Laboratory del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE) hanno realizzato l’imaging dell’interno di un nuovo materiale autoassemblato da nanoparticelle con una risoluzione di sette nanometri, circa 1/100.000 della larghezza di un capello umano.

In un nuovo articolo pubblicato su Science, i ricercatori hanno mostrato la potenza della loro nuova tecnica di imaging a raggi X ad alta risoluzione per rivelare la struttura interna del nanomateriale.

DNA e nanoparticelle per la creazione di nanomateriali

Il team ha progettato il nuovo nanomateriale utilizzando il DNA come materiale da costruzione programmabile, che permette di creare nuovi materiali ingegnerizzati per catalisi, ottica e ambienti estremi. Durante il processo di creazione di questi materiali, i diversi elementi costitutivi rappresentati da DNA e nanoparticelle si spostano da soli sulla base di un “progetto” definito, chiamato modello, realizzato dai ricercatori.

”In questo modo possiamo vedere quanto bene è costruita la struttura internamente e collegarla al processo di assemblaggio” spiega il ricercatore Hanfei Yan.

Per visualizzare e sfruttare queste minuscole strutture con i raggi X, i ricercatori avevano bisogno di convertirle in materiali inorganici in grado di resistere ai raggi X e fornendo al contempo funzionalità utili. Per la prima volta, i ricercatori hanno potuto vedere i dettagli, comprese le imperfezioni all’interno dei loro nanomateriali appena organizzati.

Ora il team ha in programma di progettare nanomateriali più complessi utilizzando l’autoassemblaggio del DNA che può essere studiato usando la linea di luce Hard X-ray Nanoprobe (HXN) HXN.