(AGENPARL) – ven 16 febbraio 2024 *NELLE NUOVE NANOLEGHE IL FUTURO DI ENERGIA E RICERCA MEDICA*
*Team di ricerca guidato da Padova su «Nature Communications» indica nuova
metodologia per individuare nanoleghe con proprietà ottiche innovative e
applicazioni in diversi ambiti tecnologici*
Al giorno d’oggi le nanotecnologie sono diventate degli strumenti
indispensabili per tantissimi prodotti e processi di produzione, inclusi
alcuni oggetti di utilizzo quotidiano come i test rapidi per il covid, le
creme solari o le superfici antibatteriche. Le Nanotecnologie sono tutte le
tecnologie con componenti dell’ordine del miliardesimo di metro, ovvero del
nanometro. Il loro successo deriva dalle caratteristiche vantaggiose e
innovative che i materiali con dimensioni nanometriche, ovvero i
nanomateriali, possiedono rispetto a materiali con dimensioni ordinarie o
composti chimici molecolari.
*In particolare, a suscitare grande interesse è anche l’interazione dei
nanomateriali con la luce, ad esempio del sole o di un laser, ovvero le
cosiddette proprietà ottiche. *
*In futuro, le proprietà ottiche dei nanomateriali ci aiuteranno a
convertire la luce solare in energia o in prodotti chimici di alto valore,
senza inquinare l’ambiente, ma anche a curare malattie come il cancro o
l’Alzheimer, a diagnosticare le malattie stesse in anticipo, con costi
bassi e accessibili a tutti, a creare computer più veloci e meno
energivori, e tante altre cose.*
Una categoria di nanomateriali con proprietà ottiche particolarmente
importanti e promettenti, perché ancora ampiamente inesplorate, è quella
delle *nanoparticelle metalliche composte da elementi diversi tra loro,
dette nanoleghe. *Il motivo per cui ci si aspetta così tanto dalle
nanoleghe è facilmente intuibile guardando alla tavola periodica, che si
compone di un centinaio di elementi chimici. Anche restringendo il campo a
solo 1/3 di questi elementi, e assumendo di avere solo leghe con due
elementi in proporzione uguale, le combinazioni possibili per ottenere
nanoleghe sono già centinaia. Se si considerano proporzioni diverse tra gli
elementi, e tre elementi anziché due, il numero di combinazioni diventa
rapidamente molto grande. Trovare la nanolega giusta per una certa
applicazione, tra tutte quelle possibili, equivale di fatto a cercare un
ago in un pagliaio.
Tuttavia, la difficoltà maggiore è in molti casi proprio la realizzazione
delle nanoleghe, possibile solo con tecniche avanzate capaci di miscelare
elementi chimici che in condizioni ordinarie non lo farebbero.
Come orientarsi in questo campo così denso di possibilità ma anche di
difficoltà?
*Lo studio Accurate prediction of the optical properties of nanoalloys with
both plasmonic and magnetic elements, recentemente pubblicato nella
prestigiosa rivista «Nature Communications» e condotto da un team di
ricercatori italiani coordinato dal prof Vincenzo Amendola del dipartimento
di Scienze Chimiche dell’Università di Padova, fornisce un contributo utile
per risolvere questo problema, indicando una metodologia efficace e
sostenibile per predire le proprietà ottiche delle nanoleghe in modo
accurato tramite l’uso del computer.* In questo modo, non si è più
costretti a realizzare le nanoleghe per conoscerne le proprietà di
interazione con la luce, risparmiando così tempo e risorse preziose.
«La validità della metodologia è stata verificata prendendo come
riferimento sia leghe ben note (Au-Ag) che altre nanoleghe particolarmente
interessanti perché costituite da metalli nobili come l’oro e metalli
abbondanti in natura ma dotati di proprietà magnetiche e catalitiche come
il cobalto e il ferro – *spiega il prof Amendola* -. Queste nanoleghe,
dette “magnetiche-plasmoniche” per le proprietà dei due costituenti,
rientrano nella categoria dei nanomateriali difficili da sintetizzare dal
momento che elementi come l’oro e il ferro o il cobalto non si mescolano
spontaneamente in condizioni ordinarie. Infatti, è stato possibile ottenere
questi composti tramite una tecnica di sintesi basata sull’ablazione laser
di una lamina bimetallica immersa in un liquido, sfruttando le competenze
avanzate del mio laboratorio in questo ambito.»
*Lo studio rappresenta dunque un punto di partenza per l’individuazione di
nuove nanoleghe con proprietà ottiche specifiche necessarie per
applicazioni nella conversione dell’energia solare piuttosto che nella
rilevazione delle proteine e della loro struttura, o di fenomeni esotici e
ancora poco investigati come la manipolazione dei fotoni con campi
magnetici e viceversa tramite i nanomateriali, che aprirebbe la strada a
computer ultraveloci e a nuove categorie di dispositivi ottici
ultratecnologici. *
*Link alla ricerca: *
https://www.nature.com/articles/s41467-024-45137-x