La magnetoelettrochimica delle nanoparticelle
Ad oggi, lo sfruttamento della magnetoelettrochimica, che unisce la meccanica dei fluidi, l’elettrochimica e l’elettromagnetismo, è stato in gran parte limitato alla macro e micro scala. Gli scienziati hanno avviato il progetto IMAFECY (Impact of magnetic fields on electrochemistry – fundamental aspects and future applications) con l’obiettivo di estendere le applicazioni alla scala nanometrica. A tale fine, gli scienziati hanno studiato sia teoricamente che sperimentalmente gli effetti dei campi magnetici sull’elettrochimica delle nanoparticelle. Questi materiali hanno dimensioni inferiori a 100 nanometri e sono di interesse scientifico, poiché le loro proprietà possono essere modificate con precisione cambiando le dimensioni. I materiali in questione sono utilizzati anche in applicazioni mediche e in un’ampia varietà di prodotti di consumo. Attraverso i cosiddetti esperimenti a “nano-impatto”, gli scienziati hanno tracciato per la prima volta l’agglomerazione di nanoparticelle magnetiche indotta dalla presenza di campi magnetici. Inoltre, la dissoluzione di nanoparticelle paramagnetiche è risultata fortemente inibita. Gli scienziati hanno guadagnato nuove preziose informazioni riguardo a tale processo, utilizzando la coulometria delle particelle catodiche. La tecnica elettrochimica a nano-impatto ha contribuito a tracciare le nanoparticelle metalliche in semplici elettroliti. Il loro uso è stato esteso per consentire agli scienziati IMAFECY di studiare le nanoparticelle metalliche in mezzi acquosi, come l’acqua di mare, e di seguire le nanoparticelle organiche. I nano-impatti hanno inoltre fornito informazioni sulle proprietà fisico-chimiche, inaccessibili con qualsiasi altra tecnica. È stato rilevato che il trasporto di massa da e verso singole nanoparticelle e nanoparticelle immobilizzate su un elettrodo varia significativamente. Insieme alle simulazioni numeriche, gli scienziati hanno spiegato che il differente trasporto di massa potrebbe provenire da cambiamenti nella reattività delle nanoparticelle rispetto ai materiali sfusi. La combinazione tra esperimenti e teoria nell’ambito del progetto IMAFECY ha notevolmente migliorato l’attuale comprensione dell’interazione tra i vari parametri legati alla magnetoelettrochimica su scala nanometrica. I primi risultati sono stati presentati in più di 30 articoli pubblicati su riviste specializzate e in numerose conferenze internazionali.
Parole chiave
Magnetoelettrochimica, nanoparticelle, esperimento con nano-impatto, elettroliti, simulazione numerica
