Da Orsina Fiorentini 
Sebbene sia possibile progettare e produrre quasi tutti i tipi di cristalli colloidali, la creazione ponderata e mirata di quasicristalli colloidali si è rivelata un compito difficile.
Un nuovo studio condotto da un team di nanoingegneri riporta la creazione di un quasicristallo di nanoparticelle utilizzando il DNA.
I quasicristalli differiscono dai cristalli ordinari perché i loro schemi non si ripetono. Possono avere proprietà eccezionali, come essere in grado di condurre elettricità senza resistenza, assorbire calore e luce in modo diverso o avere superfici molto dure o scivolose. Le nanoparticelle vengono spesso utilizzate per progettare materiali sintetici su scala nanometrica e gli scienziati hanno recentemente utilizzato il DNA per assemblare il primo quasicristallino, rappresentando una nuova frontiera nella progettazione dei nanomateriali.
Il team si è concentrato sulle forme bipiramidali, ovvero due piramidi unite alla base. Poi hanno provato gli oggetti bipiramidali, che sono fondamentalmente due piramidi attaccate insieme alla base. I filamenti di DNA sono stati poi codificati per riconoscersi a vicenda e programmare le molecole affinché si assemblassero in un quasicristallo.
Separatamente, la squadra era guidata da Sharon Glotzer, presidente di Anthony C. Lembke in ingegneria chimica, modellando piramidi binarie con numeri laterali diversi. Secondo una ricerca di Yin Lim e Sangmin Lee, dottorandi di ingegneria chimica presso l’Università del Michigan, in condizioni specifiche e nelle giuste proporzioni relative, i decaedri – bipiramidi pentagonali con 10 lati – possono formare un quasicristallo.
occhiali Egli ha detto, “Nella nostra simulazione originale dei quasicristalli, i tetraedri erano disposti in decaedri con spazi molto piccoli tra i tetraedri. Qui, questi spazi sarebbero stati riempiti con DNA, quindi era logico che anche il decaedro fosse in grado di creare quasicristalli.”
Il team ha combinato teoria ed esperimento per formare un quasicristallo di molecole icosaedriche. Gli scienziati lo hanno confermato utilizzando l’imaging al microscopio elettronico.
Questa è una pietra miliare importante nel mondo della nanoscienza. I risultati fanno luce sulla progettazione e costruzione di nanostrutture complesse e aprono la strada verso materiali avanzati e applicazioni innovative della nanotecnologia.
La struttura sembra essere un gruppo di rose disposte in cerchi concentrici. Le forme a 10 lati nei livelli 2D hanno una simmetria 12 volte e sono impilate a intervalli regolari. Il quasicristallo assiale è una struttura impilata simile a quella osservata nei quasicristalli a base quaternaria. Tuttavia, a differenza della maggior parte dei quasicristalli assiali, il modello di piastrellatura dei nuovi strati di quasicristalli varia da strato a strato. Invece, gran parte delle tessere si deformano in modo imprevedibile e questo leggero grado di caos aggiunge stabilità.
Riferimento alla rivista:
- Cho, W., Lim, Y., Lin, H., et al. Quasicristalli colloidali progettati utilizzando il DNA. Naz. piovoso. (2023). ID digitale: 10.1038/s41563-023-01706-x