Chimici allineano quasicristalli morbidi su scala millimetrica

Le molecole possono organizzarsi in pattern ordinati senza che nessuno posizioni ogni singolo pezzo. I quasicristalli morbidi sono uno degli esiti più curiosi di questo processo: i loro pattern non si ripetono mai, come invece accade nei cristalli convenzionali. Ottenerli con un orientamento unico e uniforme su un'ampia superficie resta una sfida importante.

ALL'Università Nazionale di Taiwan, il team guidato da Mayumi Egashira e Chien-Lung Wang è partito da una domanda sui percorsi. Hanno scoperto che le stesse molecole possono seguire percorsi di assemblaggio diversi a seconda della temperatura e delle interazioni molecolari. Seguendo nel tempo come cambiavano le strutture, hanno visto un quasicristallo dodecagonale formatosi inizialmente trasformarsi gradualmente in altre strutture ordinate, ciascuna in condizioni diverse. La struttura finale dipende dal modo in cui le molecole si riorganizzano lungo il cammino.

Questa osservazione ha portato a un metodo che i ricercatori chiamano autoassemblaggio indotto da vapore, o VISA. L'obiettivo era raggiungere un percorso normalmente difficile da percorrere: una trasformazione inversa verso il quasicristallo. Controllando con cura il trattamento a vapore e il raffreddamento, hanno guidato le molecole lungo quel percorso, riuscendo a formare quasicristalli altamente orientati e a sopprimere gli orientamenti concorrenti. Il risultato è un quasicristallo morbido che si estende su regioni di scala millimetrica, con il pattern dodecagonale orientato in modo uniforme su tutto il materiale.

Ciò che cambia è il modo in cui i ricercatori affrontano il problema. Il team di Wang sostiene che controllare il percorso di assemblaggio, e non solo la struttura finale, apra la strada a materiali ordinati che i metodi convenzionali faticano a produrre. Lo studio non indica un uso pratico per questi materiali e non fornisce alcuna scadenza per andare oltre il laboratorio. Il risultato riportato è una dimostrazione di laboratorio di un singolo pattern di materiale, quindi il vantaggio per i chimici dei materiali è un metodo da sperimentare, non un prodotto da acquistare.

Per ora, il progresso riguarda chi progetta materiali morbidi e ha bisogno di ampie superfici con un ordine molecolare uniforme. Se l'approccio VISA funzioni con altre molecole o su scale più grandi non è affrontato nelle informazioni disponibili sullo studio, ed è questo il prossimo aspetto da seguire.