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Unire i punti quantici per ottenere nuove applicazioni biologiche

I ricercatori hanno analizzato l'assemblaggio e la funzionalizzazione di vari nanocluster di solfuro di zinco ottanucleari (ZnS). Questi nanoaggregati cristallini si rivelano cruciali per lo studio degli effetti di confinamento quantico e interessanti per le applicazioni di etichettatura e di rilevamento biologici.
Unire i punti quantici per ottenere nuove applicazioni biologiche
I punti quantici (QD) sono nanocristalli composti da materiali semiconduttori le cui caratteristiche elettroniche sono intimamente correlate alle dimensioni e alla forma dei singoli cristalli che li compongono. Poiché le dimensioni dei cristalli e, di conseguenza, le rispettive proprietà conduttive, possono essere controllate durante il processo di sintesi, questi materiali sono stati impiegati in varie applicazioni, tra cui transistor, celle solari e laser con diodi. Un'area di indagine più recente è stata incentrata sull'utilizzo dei punti quantici in applicazioni biologiche.

Il progetto di ricerca NEWQDS ("New frontiers in quantum dots science: Assembly and functionalisation"), finanziato dall'UE, ha approfondito le conoscenze relative alla diversa configurazione dei QD formati a partire da nanocluster cristallini stechiometrici, mediante l'analisi delle proprietà ottiche e delle modalità di utilizzo di queste sostanze come materiali multifunzionali.

Un progresso importante raggiunto nell'ambito di questa iniziativa triennale consisteva nell'assemblaggio supramolecolare di cluster di Zn-S e dei doppi strati lipidici che preservano la propria integrità senza subire alterazioni morfologiche. Tali scoperte hanno approfondito la comprensione dell'autoassemblaggio dissipativo, consentendo ai ricercatori di sviluppare un nuovo tipo di membrana/sonda per lo stato di fase del doppio strato lipidico. La tecnica potrebbe tradursi, con molta probabilità, in un metodo economico di creazione di cluster molecolari cristallini ideali per numerose applicazioni biologiche della vita di tutti i giorni.

Un altro obiettivo della ricerca consisteva nella creazione di cluster poliossometallati (POM) cristallini più stabili nell'ambito della quale sono stati progettati numerosi materiali ibridi che dimostrano elevati livelli di resistenza strutturale e di stabilità termica.

Nel contempo, gli sperimentatori hanno compiuto importanti progressi sul piano della caratterizzazione dei materiali di leghe cristalline di poliossometallati, producendo protocolli sintetici altamente riproducibili per questi materiali facilmente personalizzabili.

Il progetto NEWQDS ha consentito di approfondire la comprensione dei POM e delle modalità di formazione di tali sostanze. Lo studio delle proprietà dei materiali avanzati, che si rivelano estremamente interessanti per le celle fotovoltaiche, le batterie e i catalizzatori duali, consentirà all'iniziativa di promuovere l'innovazione e l'efficienza industriali.

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