Gallio, sperimentando si impara

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

Test paralleli

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.

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