Una ricerca condotta presso il laboratorio congiunto dell’Istituto dei materiali per l’elettronica e il magnetismo (Imem) del Cnr di Genova e del Dipartimento di fisica dell’ateneo del capoluogo ligure ha compiuto un passo decisivo per lo sviluppo delle nanotecnologie. Per la prima volta è stata dimostrata la possibilità di modificare un substrato di un materiale semiconduttore, il carburo di silicio, creando particolari 'nanocavità’ in cui sarà possibile 'stivare’ sostanze a rilascio controllato.
Lo studio, condotto con ricercatori francesi del Commissariat à l’energie atomique (Cea) e di Soleil Synchrotron, coordinati da Patrick Soukiassian, e con il gruppo privato Materials Design di Erik Wimmer, è stato pubblicato lo scorso novembre su 'Nature Communications’. “Il carburo di silicio, per le sue proprietà termomeccaniche, elettroniche, chimiche e strutturali si presta a una vasta gamma di applicazioni avanzate: dispositivi elettronici e sensori operanti ad alta potenza, frequenza o temperatura, applicazioni biomediche, ed è particolarmente adatto per la crescita del grafene”, spiega Mario Rocca, responsabile del laboratorio genovese. “Finora, la possibilità di modificare una superficie per ottenere cavità era stata testata solo sulla scala micrometrica, mai su quella, mille volte più piccola, dei nanometri”.
Il 'salto’ è stato realizzato facendo interagire il substrato con idrogeno o deuterio. “L’assorbimento di idrogeno/deuterio (H/D) sulla superficie crea dei 'nanotunnel’ con disposizione regolare, situati nella zona immediatamente sub-superficiale del carburo di silicio”, aggiunge Letizia Savio dell’Imem-Cnr. “L’effetto è stato dimostrato confrontando esperimenti di fotoemissione con luce di sincrotrone e di spettroscopia vibrazionale con modelli teorici. Lo spazio all’interno di questi nanotunnel è promettente soprattutto per lo stoccaggio di atomi o molecole che potrebbero essere rilasciati in maniera controllata”.
Comprendere e controllare il meccanismo prefigura quindi la possibilità di 'adattare’ selettivamente il materiale ad applicazioni avanzate in nanoelettronica, chimica, sensoristica e in nanomedicina: essendo biocompatibile, il carburo di silicio può infatti essere utilizzato per il rilascio localizzato di specie chimiche. Il lavoro è stato co-finanziato da Compagnia di San Paolo.
Fonte: Letizia Savio, Istituto dei materiali per l'elettronica ed il magnetismo, Genova, tel. 010/3536292 , email letizia.savio@cnr.it
Per saperne di più: Nature Communications 4 :2800 doi: 10.1038/ncomms3800 (2013)
