Un nuovo approccio per svelare i segreti delle nanoparticelle

Le particelle metalliche nanometriche (o nanoparticelle, cioè aggregati di dimensioni comprese fra 1 e 100 nanometri) hanno caratteristiche che evolvono al variare delle dimensioni. Sono utilizzate in numerose applicazioni tecnologiche, dai sensori chimici (nasi artificiali) ai catalizzatori eterogenei (ad es. le marmitte catalitiche delle automobili), dalla registrazione magnetica ai dispositivi optoelettronici. Nanoparticelle molto interessanti sono le nanoleghe, composte da due o più specie metalliche diverse che hanno gradi di libertà - parametri che possono variare - sia nella composizione che nell'ordinamento chimico (la disposizione delle diverse specie metalliche nella particella), il che permette di modularne le caratteristiche. Questa libertà rende però difficile teorizzare la loro struttura - ovvero prevedere come gli atomi si disporranno nello spazio - il che è fondamentale per comprendere il loro comportamento. Uno studio congiunto dell'Istituto per i Processi Chimico-Fisici del CNR di Pisa e dell'Istituto dei Materiali per l'Elettronica e il Magnetismo del CNR di Genova ha permesso di mettere a punto una strategia efficiente per prevedere la struttura di nanoleghe, basata sul riconoscimento dei motivi strutturali e su una combinazione di calcoli quantomeccanici e simulazioni che utilizzano forme analitiche empiriche: dal calcolo più sofisticato si estraggono informazioni necessarie per formulare espressioni empiriche con cui condurre simulazioni successivamente verificate a livello quantomeccanico in maniera autoconsistente. Questo approccio ha permesso di ampliare in maniera decisiva l'insieme dei sistemi accessibili a simulazioni rigorose e predittive, i cui risultati possono essere direttamente confrontati con le strutture di nanoleghe prodotte negli esperimenti in laboratorio.

Autori: R. Ferrando, A. Fortunelli e R. L. Johnstonc

Titolo: Searching for the Optimum Structures of Alloy Nanoclustersw

Rivista: Physical Chemistry, Chemical Physics

Anno: 2008

Riferimenti bibliografici: 2008, 10, pp. 640-649