La nanotecnologia molecolare tramite interazioni delle superfici
Le interazioni molecolari alla superficie dei materiali svolgono un ruolo critico nella funzionalità sia di sistemi naturali che artificiali. La rete di formazione costituita con il supporto offerto dall’UE al progetto SMALL (Surfaces for molecular recognition at the atomic level) ha preparato 22 ricercatori alle fasi iniziali, per giungere a innovazioni nella prossima generazione di sensori molecolari, sistemi catalitici, biomimetica ed elettronica molecolare. Gli studi sperimentali e teorici della formazione di reti di superfici legate covalentemente hanno apportano rilevanti contributi sia alla comprensione meccanicista che ai modelli esistenti. Ad esempio, gli studi sperimentali e teorici dei fattori che influenzano l’autoassemblaggio di strutture organiche covalenti di superficie su superfici d’oro potrebbero schiudere prospettive a sistemi biomimetici per la rilevazione e la catalisi. Numerosi altri studi hanno consentito di capire più a fondo il comportamento di strutture supramolecolari in ambienti realistici, tra cui l’interazione di ossidi metallici e grafene con acqua. Tra i potenziali percorsi di sfruttamento figurano applicazioni alle celle solari. Le attività correlate allo sfruttamento della funzionalità di molecole complesse in superficie hanno condotto alla progettazione e allo sviluppo di nuovi sistemi nanomagnetici e delle tecniche per studiarli. La chiralità (esistenza di due forme di una molecola, asimmetriche e non sovrapponibili) è di importanza critica per lo sviluppo in campo farmaceutico, la separazione molecolare e la rilevazione. Importanti ricerche hanno riguardato il riconoscimento della chiralità a livello di superfici, attraverso interazioni molecolari. Tra i molti progressi, i metodi di modellizzazione hanno aumentato le attuali capacità e i risultati si sono dimostrati particolarmente coerenti con i risultati sperimentali di comportamento molecolare su superfici metalliche. Infine, il team ha compiuto rilevanti progressi nello sviluppo di superfici per sfruttare il riconoscimento delle molecole in sensori e altri dispositivi. Le strutture macrocicliche sono state utilizzate per formare pinze molecolari con applicazioni potenziali non solo nel campo della rilevazione, ma che nella conservazione e nella lettura di informazioni molecolari. Il lavoro su polimeri impressi molecolarmente ha portato a risultati innovativi, con applicazioni in vari campi, dalla rilevazione al fotovoltaico. SMALL ha promosso lo sviluppo scientifico e le potenzialità professionali di giovani studiosi, nel campo in espansione della nanotecnologia molecolare. Le conclusioni corroborano un ruolo primario dell’Europa nella prossima generazione di dispositivi innovativi, finalizzati a risolvere importanti problematiche in campi come la biomedicina, l’energia, la produzione chimica ecologica e l’ambiente.
