Nel gallio fuso, lo zinco formava nanostrutture esagonali simmetriche
Dopo aver riscaldato una lega di gallio-zinco a 350°C e averla lasciata raffreddare per 10 giorni, nel gallio liquido si sono cristallizzate diverse forme di fiocchi di neve di zinco.
Osserva da vicino un fiocco di neve e osserverai un reticolo di ragnatela unico nel suo genere, la cui crescita è influenzata dalle condizioni ambientali come temperatura e umidità. Si scopre che questo tipo di intricato autoassemblaggio può verificarsi anche nei metalli, riferiscono i ricercatori nel 9 dicembre Scienza.
Nelle pozze di gallio fuso, il fisico Nicola Gaston e colleghi nanostrutture di zinco cresciute con strutture in cristallo simmetriche ed esagonali. Tali fiocchi di neve metallici potrebbero essere utili per catalizzare reazioni chimiche e costruire componenti elettronici, afferma Gaston, del MacDiarmid Institute for Advanced Materials and Nanotechnology presso l’Università di Auckland in Nuova Zelanda.
“L’autoassemblaggio è il modo in cui la natura crea le nanostrutture”, afferma. “Stiamo cercando di imparare a fare le stesse cose.” Capire come creare forme metalliche minuscole e complesse in meno passaggi e con meno energia potrebbe essere un vantaggio per i produttori.
I ricercatori hanno scelto il gallio come mezzo di crescita, a causa del suo punto di fusione relativamente basso, della capacità di dissolvere molti altri metalli e della tendenza dei suoi atomi a organizzarsi liberamente allo stato liquido.
Dopo aver miscelato lo zinco nel gallio, il team ha sottoposto la lega a temperature elevate e pressioni diverse, quindi ha lasciato raffreddare la miscela a temperatura ambiente. L’ordinamento libero degli atomi di gallio sembrava convincere lo zinco cristallizzato a fiorire in strutture simmetriche ed esagonali che ricordano fiocchi di neve naturali e altre forme, ha scoperto il team. È un po’ come il modo in cui un vassoio di frutta impartisce ordine ai frutti impilati all’interno, dice Gaston.
Il futuro potrebbe essere roseo per la ricerca sulle applicazioni del gallio e di altri metalli liquidi a bassa temperatura. “Non per prendere troppo in là quella metafora del fiocco di neve, ma [this work] suggerisce davvero nuovi rami per la scoperta scientifica “, afferma Gaston.
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