Nanoparticelle auto-assemblanti nei dispositivi
Le nanoparticelle stanno cambiando l'aspetto delle discipline, dalla scienza dei materiali, alla biomedicina all'energia. Un consorzio ha sviluppato nuove applicazioni utilizzando sistemi di nanoparticelle cariche auto-assemblate, nell'ambito del progetto NANOSOURCE ("Metallic and semiconducting nanoparticle source for electronic and optoelectronic applications"). Il team ha perfezionato una tecnica basata sulla depressione sviluppata da uno dei partner del progetto per generare e depositare nanoparticelle cariche su substrati. I partner hanno fabbricato nanoparticelle di dimensioni comprese tra due e 10 nanometri, con densità di superficie senza precedenti di particelle non in contatto (un massimo di circa tre particelle per centimetro quadrato). Sono stati in grado di aumentare ulteriormente la densità per produrre uno strato singolo continuo di nanoparticelle in contatto o strati di nanoparticelle multipli. Sfruttando lo stato di carica delle nanoparticelle prodotte con questa tecnica, i ricercatori hanno esplorato l'autoassemblaggio elettrostatico. Hanno prodotto matrici unidimensionali in linee definite dalla litografia convenzionale. Sfruttando la deposizione preferenziale delle particelle cariche su bordi affilati, gli scienziati hanno formato matrici di nanofili costituite da nanoparticelle ravvicinate di larghezza inferiore a 30 nanometri. Con la spettroscopia Raman amplificata da superfici, una tecnica per il rilevamento di molecole singole, hanno dimostrato una maggiore sensibilità rispetto a quella delle nanoparticelle isolate su un substrato piatto. Gli scienziati hanno inoltre studiato le applicazioni di strutture a nanoparticelle bidimensionali con risultati impressionanti. Sono stati sviluppati sia sensori di deformazione che chimici. I sensori hanno sfruttato i cambiamenti di resistenza correlati ai cambiamenti nella distanza tra le particelle dovuta rispettivamente al carico o al vincolo di un analita. I dispositivi di rilevamento chimico hanno individuato con successo i composti organici volatili e rilevato l'umidità. I ricercatori hanno anche dimostrato dispositivi di memoria tra cui memorie di tipo flash che conservano le informazioni in nanoparticelle di metallo e un memristore (resistore della memoria) con proprietà migliorate ed elaborazione semplificata. Queste nuove configurazioni di nanoparticelle cariche con dimensioni e densità controllate hanno spinto i sensori e i dispositivi di memoria aldilà dell'avanguardia attuale. La riuscita collaborazione tra ricerca e industria promette una rapida commercializzazione dei risultati per un impatto considerevole.
Parole chiave
Nanoparticelle, auto-assemblate, cariche, densità, sensori, chiavette di memoria
