Un team di scienziati americani ha sviluppato un metodo universale per produrre un’ampia varietà di nanostrutture 3D metalliche e semiconduttrici.
Un metodo per produrre nanostrutture 3D metalliche e semiconduttrici, potenziali materiali di base per i dispositivi a semiconduttore di prossima generazione, calcolo neuromorfico e applicazioni energetiche avanzate. Lo ha sviluppato un team di ricerca statunitense che comprende il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE), la Columbia University e la Stony Brook University, usando una forma di DNA “hackerata” che insegna alle molecole a organizzarsi in modelli 3D mirati, il primo nel suo genere a produrre nanostrutture robuste da più classi di materiali.
“Utilizziamo il DNA per programmare materiali su scala nanometrica da più di un decennio – ha affermato Oleg Gang, professore di ingegneria chimica e fisica applicata e scienza dei materiali alla Columbia Engineering e capo del gruppo Soft and Bio Nanomaterials presso il Center for Functional Nanomaterials (CFN) –. Ora, sulla scorta dei risultati precedenti, abbiamo sviluppato un metodo per convertire queste strutture basate sul DNA in molti tipi di nanoarchitetture 3D inorganiche funzionali, e questo apre enormi opportunità per la produzione su scala nanometrica 3D”.
Il Centro CFN è leader nella ricerca sull’autoassemblaggio, il processo mediante il quale le molecole si organizzano spontaneamente. In particolare, gli scienziati del CFN sono esperti nell’assemblaggio diretto dal DNA. I ricercatori programmano filamenti di DNA per “indirizzare” il processo di autoassemblaggio verso disposizioni molecolari che danno origine a proprietà benefiche, come la conduttività elettrica, la fotosensibilità e il magnetismo. Successivamente tali strutture possono essere ampliate fino a diventare materiali funzionali.
Una pietra miliare
Questo studio ha aperto la strada a una nuova tecnica di sintesi dei materiali chiamata infiltrazione in fase vapore, una tecnica che lega un precursore chimico, sotto forma di vapore, a un reticolo su scala nanometrica, penetrando oltre la superficie e in profondità nella struttura del materiale. L’esecuzione di tale tecnica sulle strutture di silice che il team aveva precedentemente costruito, utilizzando precursori con elementi metallici, ha permesso ai ricercatori di produrre strutture metalliche 3D.
