Mundo Nano: Onde torres podem se auto construir!

Imagine uma torre constrói-se na estrutura desejada apenas escolhendo os tijolos apropriados. Absurdo - e no entanto, no mundo da nano esta é a realidade: há uma multidão desordenada de componentes pode iniciar a formação de uma estrutura ordenada - um processo conhecido como automontagem. Os físicos Christos likos (Universidade de Viena), Emanuela Bianchi e Gerhard Kahl (ambos da Universidade de Tecnologia de Viena) investigar como eles podem controlar a ordenação de tais estruturas de auto-montagem e descobri como mudar o processo de montagem e desligar.

Esta técnica nos arremete a lembrarmos das misteriosas construções das dezenas de pirâmides espalhadas em todo o mundo em especial as que se localização no Egito, Seria essa técnica semelhante empregada no passado pelos construtores das pirâmides?

Materiais com propriedades específicas no nano e micro-escala de nível são fortemente procurados, devido ao amplo espectro de aplicações em eletrônica, energia fotovoltaica e síntese de materiais biomiméticos. Para muitas destas aplicações, estruturas cristalinas mesoscópicas são muitas vezes necessários e, portanto, os cientistas têm de lidar com o desafio de desenvolver métodos confiáveis, eficientes e baratos para produzir estruturas alvo com simetrias específicas e propriedades físicas. Hoje em dia, em vez de confiar em ferramentas controlados externamente, a maioria dos métodos de fabricação são baseados no auto-montagem de cuidadosamente escolhidas / unidades de base sintetizados. A contrapartida macroscópica corresponderia a construção de uma torre ou uma ponte apenas escolhendo os tijolos apropriados e deixando que eles se auto-organizar para a estrutura desejada.

No vasto campo da nano-materiais e micro-escala funcional, a realização de assembléias mono e bi-camada em superfícies é de relevância fundamental. Sistemas de baixa dimensão, com características bem definidas, de facto aplicações como revestimentos anti-reflexo, por exemplo, biossensores, de armazenamento de dados, dispositivos ópticos e fotovoltaicos, ou catalisadores. As propriedades destes materiais depende fortemente um delicado equilíbrio entre as propriedades das unidades de montagem e aquelas da superfície subjacente.

Em nossa contribuição nos concentramos em unidades de nano com um padrão de superfície complexa, composta por regiões com diferentes cargas superficiais. As unidades utilizadas no estudo são principalmente carregada negativamente, com a excepção das regiões polares carregados positivamente na parte superior e na parte inferior das partículas. Unidades não homogeneamente carregadas semelhantes aparecem tanto em biossistemas, por exemplo capsids virais e proteínas, ou em sistemas experimentalmente sintetizados, por exemplo, nano-partículas semelhantes a vírus, descoberto vesículas e nano-cubos cobertos com metais específicos.

No papel up-vinda nós nos concentramos na auto-montagem das partículas carregadas heterogênea descritos na vizinhança de um substrato homogeneamente carregada. Nossas simulações em computador mostraram como estruturas complexas no nível nano-escala podem surgir espontaneamente e como é possível controlar de forma fiável a ordenação das partículas em agregados bidimensionais específicos, quase. Dependendo diferentes parâmetros, como a partícula de carga / parede ea extensão das regiões carregadas sobre a superfície das partículas, as nossas unidades podem formar camadas superficiais com diferentes densidades (e, possivelmente, diferentes respostas aos estímulos externos): às vezes partículas montar em close-packed , agregados cristalinos hexagonal encomendados, às vezes eles formam abertos, camadas quadrados, como, às vezes eles não montar em tudo. Nosso trabalho foi capaz de investigar a variedade de estruturas auto-organizadas oferecidas pelos tijolos escolhidos e caracterizar os comportamentos coletivos específicos que ocorrem em sintonia os parâmetros relevantes destes sistemas. Além disso e mais importante ainda, que mostrou que, após alterações subtis de quer o pH da solução ou da carga eléctrica do substrato, é possível comutar de forma reversível o processo de montagem e desligar, bem como para induzir a transformação de um específico arranjo espacial / de orientação para o outro.

Foto: colóides desigual inversas (IPCs), com duas regiões de carga positiva (em amarelo) e uma carga negativa faixa equatorial (em cinza) estão confinados na vizinhança de um substrato uniformemente carregada (em amarelo).

Notícia:

A história acima é baseada em  materiais  fornecidos pela  Universidade de Viena . Nota: Os materiais podem ser editadas para o conteúdo e extensão.

Jornal de referência :

Emanuela Bianchi, Christos N. Likos, Gerhard Kahl.  Assembléia ajustável de heterogeneamente Cobrado Colóides . Nano Letters, 2014; 140527155338002 DOI: 10.1021/nl500934v

Fonte: http://2045.com/
Fonte: http://medienportal.univie.ac.at/
Fonte: http://www.sciencedaily.com/