Articoli del CER - Quando le molecole diventano magneti – Roberta Sessoli alla giornata informativa dedicata all'ERC
"Spin" è un concetto che emerge dalla fisica quantica – le particelle, come gli elettroni, hanno uno "spin quantico", uno slancio angolare impossibile da visualizzare da un punto di vista non quantico. Lo spin di un elettrone fa parte del suo stato quantico unico, senza il quale non avremmo i diversi elementi con le loro proprietà caratteristiche, come appaiono nella tavola periodica. Lo spin dell'elettrone produce anche un piccolissimo campo magnetico, quando si allinea tra molti elettroni, che risulta nelle forze magnetiche che conosciamo bene. "Queste forze magnetiche - "attrazione senza contatto" - hanno affascinato gli esseri umani nel corso della storia," spiega la prof.ssa Sessoli. "La mia specializzazione riguarda la possibilità che singole molecole abbiano una memoria magnetica. Questo non era previsto dallo stato delle conoscenze sul magnetismo appena 20 anni fa". La rivoluzione è stata la scoperta che appena un paio di atomi insieme possono comportarsi come un magnete, diventando "Magneti a singola molecola" (MSM), o "nanomagneti molecolari". "Adesso stiamo studiando come manipolare un singolo "pezzo" di informazioni conservato in una singola molecola," dice la prof.ssa Sessoli. Quando la chimica incontra la fisica Anche se il magnetismo dei magneti a molecola singola è una proprietà fisica in nanoscala, le MSM sono create seguendo una "ricetta" chimica su scala umana - mescolando i giusti ingredienti nell'ordine giusto e nelle giuste condizioni di temperatura, pressione, ecc. "Ci sono tanti parametri da rispettare contemporaneamente per osservare l'effetto memoria in una molecola", spiega la prof.ssa Sessoli. È per questo che l'approccio multidisciplinare del progetto Molnanomas della prof.ssa Sessoli è così importante. "Occorrono competenze in moltissimi campi", afferma. Per esempio, la competenza nel campo della chimica permette l'ideazione di molecole in grado di auto-organizzarsi e di auto-assemblarsi su superfici piatte, o "sostrati". In questo modo le molecole possono essere organizzate in circuiti. "I ricercatori di fisica fondamentale possono così studiare le zone inesplorate dove il mondo quantico di molecole magnetiche è "in comunicazione" con il mondo su larga scala del sostrato. Possono collaborare con i chimici per regolare l'interazione tra la molecola e il sostrato". La ricerca fondamentale può mettere in dubbio la nostra conoscenza e portare a nuovi interrogativi, secondo la prof.ssa Sessoli. Il progetto ha in effetti già pubblicato un nuovo articolo sulla prestigiosa rivista Angewandte Chemie che ha nuove questioni da studiare per gli scienziati. Scienza di base per una tecnologia rivoluzionaria "Il nostro finanziamento CER è molto importante per contribuire a trasferire il mio background nel campo del magnetismo e della chimica molecolare alla scienza delle superfici", riconosce la prof.ssa Sessoli. Il sostegno del CER è di aiuto anche per quanto riguarda l'enorme difficoltà tecnica di misurare il magnetismo molecolare sullo sfondo di un sostrato molto più grande. Questo spesso richiede temperature molto basse e l'uso di strutture su larga scala come un "sincrotone" (un tipo di acceleratore di particelle). "Il nostro lavoro sta mettendo in evidenza i fenomeni quantici che stanno diventando sempre più importanti per l'elettronica come sviluppi della miniaturizzazione di immagazzinamento", dice la prof.ssa Sessoli. "Accumulando conoscenze scientifiche di base possiamo generare un progresso o un grande passo avanti nella tecnologia". - Fonte: prof.ssa Roberta Sessoli - Coordinatore del progetto: Università degli Studi di Firenze, Italia - Titolo del progetto: Molecular Nanomagnets at Surfaces: Novel Phenomena for Spin-based Technologies - Acronimo del progetto: Molnanomas - Sito web del progetto Molnanomas(si apre in una nuova finestra) - Programma di finanziamento del 7° PQ (Bando CER): Advanced Grant 2010 - Finanziamento CE: 2,3 milioni di euro - Durata del progetto: cinque anni