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Cristalli 'viventi' che si assemblano da soli

Sono formati da particelle che si muovono con la luce

02 febbraio, 20:19
Rappresentazione aristica dell'aggregazione di particelle nei cristalli (fonte: Kazem Edmond) Rappresentazione aristica dell'aggregazione di particelle nei cristalli (fonte: Kazem Edmond)

Sono stati ottenuti i primi cristalli 'viventi', che si assemblano come stormi di uccelli grazie a particelle attive, dotate di un micromotore che si accende con la luce.
Il risultato, annunciato sulla rivista Science, si deve al gruppo coordinato da Jeremie Palacci, dell'università di New York, al quale ha partecipato anche il fisico italiano Stefano Sacanna.

Il metodo è molto interessante per la progettazione di materiali per l'elettronica che si auto-assemblano o auto-riparano con la luce, sottolinea Sacanna, che è nato a Rimini e che lavora da anni nell'università di New York.

Nell'esperimento i ricercatori hanno usato particelle formate da un minuscolo cubo di ossido di ferro, incapsulato in una sfera realizzata con un polimero.
La parte del cubo che sporge dalla sfera funziona come un motore che si accende quando viene colpito dalla luce, catalizzando le reazioni chimiche.
Le particelle sono sospese in un fluido di acqua ossigenata e sali. Ed è proprio l'acqua ossigenata a funzionare come "benzina" per il loro minuscolo motore.
Quando si accende la luce, viene attivata la reazione chimica grazie alla quale le particelle "accendono" il loro motore, iniziano a consumare benzina e a muoversi.

Quando nella soluzione ci sono poche particelle, queste si muovono in modo casuale, "ma se ne aggiungiamo di più, ossia se le concentriamo, iniziano a scontrarsi e ad ammassarsi in una organizzazione simile a quella degli stormi di uccelli che si muovono come se fossero un unico organismo", spiega Sacanna.

A far muovere le particelle come uno stormo, prosegue il ricercatore, sono le condizioni nelle quali si trovano, come la temperatura ambiente, l'attrazione chimica che si sviluppa fra di esse e la concentrazione.
La luce innesca infatti anche un'attrazione chimica leggera e porta i grappoli di particelle a cristallizzare e a crescere fino a quando le particelle, 'sterzando' in direzioni diverse, sciolgono i cristalli. Sfruttando il leggero magnetismo delle particelle, inoltre, è possibile applicare dei campi magnetici per controllare la direzione sia delle singole particelle sia dei cristalli.

Grazie a questi meccanismi i cristalli 'viventi' si formano continuamente, girano vorticosi e si disgregano. Quando la luce si spegne, il movimento delle particelle si arresta e le strutture si dissolvono.

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