Progettazione su misura per nuovi materiali soffici
Le nanoparticelle (NP), materiali su scala di miliardesimi di un metro, spesso presentano proprietà molto diverse rispetto a quelle dello stesso materiale in forma sfusa. La loro integrazione nei compositi rivoluzionerà la progettazione dei materiali. L'autoassemblaggio delle nanoparticelle (NP) è un fenomeno interessante che, se correttamente controllato, rende possibile la produzione redditizia su larga scala di nanocompositi su misura. Gli scienziati hanno avviato il progetto NANODIRECT ("Toolbox for directed and controlled self-assembly of nano-colloids"), finanziato dall'UE, per aiutare scienziati dei materiali e ingegneri a raggiungere questo scopo. Le NP di oro e argento sono particolarmente interessanti per le loro proprietà legate alla manipolazione della luce (proprietà plasmoniche). Gli scienziati hanno contralto il loro autoassemblaggio in strutture gerarchiche usando un modello microscopico con geometrie regolari e hanno ottenuto un controllo eccellente su risposte ottiche molto specifiche. Le nanobarre d'oro formano interazioni end-to-end e si autoassemblano in super-reticoli permanenti. Le particelle a barra sono state chimicamente modificate per controllarne le proprietà e si comportano come colloidi a barra viscosi per studiare gli effetti della forma delle particelle sulle proprietà del gel. I virus modificati vengono ora usati come sistemi modello in fisica della materia condensata soffice. Sono state sintetizzate e studiate NP polimeriche con forma lineare ed è stato sviluppato un metodo semplice ma versatile per l'autoassemblaggio diretto in particelle polimeriche anisometriche. Gli scienziati stanno studiando la migrazione di NP in matrici visco-elastiche e gli effetti di diversi strumenti di controllo. I campi elettrici sono stati finora caratterizzati particolarmente bene, consentendo lo sviluppo di nuovi strumenti sperimentali e teorici. L'assemblaggio su interfacce liquide è stato particolarmente promettente per il passaggio a condizioni industriali. Gli scienziati stanno inoltre caratterizzando il rapporto di struttura e chimica con dispersione. Data la necessità di un controllo ottimale dell'autoassemblaggio per adattare le proprietà, NANODIRECT sta integrando i metodi convenzionali di gestione chimica con l'uso di diversi campi e agenti di modellazione. Infine gli scienziati sperano di offrire una nuova serie di strumenti per aiutare gli ingegneri dei materiali a progettare nanocompositi colloidali con un impatto elevato sulle applicazioni emergenti, inclusa la plasmonica.
