Nuova “nanocamera” tenuta insieme con “colla molecolare” permette di osservare reazioni chimiche

Credito: Scherman Group

Una sorta di “fotocamera” nanotecnologica è stata sviluppata da ricercatori dell’Università di Cambridge. Il nuovo dispositivo serve soprattutto per monitorare in tempo reale le reazioni chimiche. È strutturata in modo che una sorta di “colla molecolare” tenga insieme i pezzi tra i quali ci sono anche minuscoli nanocristalli semiconduttori denominati “punti quantici” e delle nanoparticelle d’oro denominate cucurbituril.

I componenti della fotocamera molecolare si assemblano in maniera automatica in pochi secondi per raccogliere la luce nei semiconduttori. Il processo di trasferimento degli elettroni che usa è simile a quello della fotosintesi. Tramite sensori di nanoparticelle d’oro incorporati e particolari tecniche spettroscopiche, poi, si possono osservare vari reazioni chimiche tra cui alcune in precedenza teorizzate ma mai osservate direttamente.

“Per sviluppare nuovi materiali con proprietà superiori, spesso combiniamo diverse specie chimiche per creare un materiale ibrido che abbia le proprietà che desideriamo”, spiega Oren Scherman, professore al dipartimento di chimica Yusuf Hamied di Cambridge, che ha guidato la ricerca. “Ma realizzare queste nanostrutture ibride è difficile e spesso si finisce con una crescita incontrollata o con materiali instabili”.
La nuova “nanocamera ” potrebbe rendersi utile in varie applicazioni e tra di esse ci sono anche quelli relative al miglioramento della fotocatalisi e in generale del fotovoltaico nel campo dell’energia rinnovabile.

“Questa piattaforma è una cassetta degli attrezzi davvero grande considerando il numero di elementi costitutivi di metallo e semiconduttore che ora possono essere accoppiati insieme utilizzando questa chimica: apre molte nuove possibilità per l’imaging di reazioni chimiche e il rilevamento attraverso l’acquisizione di istantanee di sistemi chimici monitorati”, spiega Kamil Sokolowski, altro ricercatore impegnato nello studio pubblicato su Nature Nanotechnology. “La semplicità della configurazione significa che i ricercatori non hanno più bisogno di metodi complessi e costosi per ottenere gli stessi risultati”.

Note e approfondimenti

  1. Nano ‘camera’ made using molecular glue allows real-time monitoring of chemical reactions | University of Cambridge (IA)
  2. Nanoparticle surfactants for kinetically arrested photoactive assemblies to track light-induced electron transfer | Nature Nanotechnology (IA) (DOI: 10.1038/s41565-021-00949-6)

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