Fiocchi di neve metallici di nanoparticelle

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Un team di ricercatori australiani e neozelandesi ha realizzato qualcosa di inaspettato: minuscoli fiocchi di neve metallici.

Un gruppo di scienziati è riuscito a riprodurre minuscoli fiocchi di neve metallici. Perché ne parliamo? Perché convincere i singoli atomi a cooperare nel modo desiderato sta portando a una rivoluzione nell’ingegneria e nella tecnologia attraverso i nanomateriali. Le strutture in nanoscala (un nanometro è un miliardesimo di metro) possono aiutare la produzione elettronica a rendere i materiali più forti e più leggeri o aiutare l’ambiente legandosi alle tossine.

Sperimentando si impara

Per ottenere i nanocristalli metallici, gli scienziati dell’University of Auckland e della Victoria University of Wellington, in Nuova Zelanda, e dell’University of New South Wales, in Australia, hanno sperimentato il gallio, un metallo morbido e argenteo che viene utilizzato nei semiconduttori e, insolitamente, si liquefa appena sopra la temperatura ambiente.

Il team australiano ha lavorato in laboratorio con nichel, rame, zinco, stagno, platino, bismuto, argento e alluminio, facendo crescere cristalli di metallo in un solvente liquido di gallio. I metalli sono stati sciolti nel gallio ad alte temperature. Una volta raffreddati, i cristalli metallici sono emersi, mentre il gallio è rimasto liquido. Il gruppo neozelandese ha effettuato simulazioni di dinamica molecolare per spiegare perché cristalli di forma diversa emergono da metalli diversi.

Quello che stiamo imparando è che la struttura del gallio liquido è molto importante – spiega Nicola Gaston dell’Università di Auckand. Questa è una novità, perché di solito pensiamo ai liquidi come privi di struttura o strutturati solo in modo casuale. Le interazioni tra le strutture atomistiche dei diversi metalli e il gallio liquido fanno emergere cristalli di forma diversa”.

I cristalli includono cubi, aste, piastre esagonali e forme di fiocchi di neve in zinco. La simmetria a sei rami dello zinco, con ogni atomo circondato da sei vicini a distanze equivalenti, spiega il disegno del fiocco di neve. “Questo approccio dal basso verso l’alto si basa sull’autoassemblaggio degli atomi ed è il modo in cui la natura produce le nanoparticelle, meno dispendioso e molto più preciso dei metodi top down“, conclude Gaston.

https://www.auckland.ac.nz/en/news/2022/12/09/nano-structures.html

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