Sintesi e caratterizzazione di nanostrutture 1D di interesse tecnologico

Progetto: Research project

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materiali nanostrutturati, ossia quei materiali che hanno almeno una dimensione compresa tra 1 e 100 nm, presentano proprietà chimico-fisiche differenti da quelle dei corrispondenti materiali di bulk, che li rendono piuttosto promettenti da un punto di vista tecnologico. I materiali nanostrutturati cosiddetti monodimensionali (1D), quali nanowires, nanorods, nanobelts e nanotubes, sono argomento di numerosi progetti di ricerca per via delle loro potenziali applicazioni nella fisica mesoscopica e nella fabbricazione di dispositivi nanometrici. Benché le nanostrutture 1D possano oggi essere fabbricate almeno su scala di laboratorio attraverso un elevato numero di tecniche nanolitografiche piuttosto avanzate, quali incisione tramite electrom-beam o ion-beam, o litografia a raggi X o UV, ulteriori sviluppi sono necessari affinché queste tecniche si convertano in processi praticabili su larga scala, che consentano di ottenere materiali nanostrutturati di diversa composizione, di dimensioni e morfologia controllate ed a basso costo.

Oggi sono diverse le tecniche utilizzate ma quella più comunemente impiegata è la cosiddetta sintesi solvo-termica che, come suggerisce la sua denominazione, utilizza un solvente sotto pressione ed ad elevata temperatura per aumentare la solubilità di un determinato soluto e per accelerare eventuali reazioni tra specie presenti nell'ambiente. Il vantaggio maggiore di questo metodo è che consente di rendere solubili in certi solventi materiali che in condizioni di T e P comuni non lo sono e, pertanto, di poter produrre nanowires di svariati materiali. Benché questo aspetto renda la tecnica particolarmente versatile, i prodotti hanno spesso bassa purezza, scarsa uniformità nelle dimensioni e nella morfologia e si ottengono con basse rese.

Alla luce di quanto sopra esposto appare interessante un'altra tecnica piuttosto diffusa nella fabbricazione di nanostrutture 1D, la cosiddetta sintesi diretta assistita da template. Il principio su cui si basa è piuttosto semplice, ossia quello di indurre su una superficie altrimenti isotropa una elevata anisotropia grazie all'impiego di un template. La tecnologia offre ormai una svariata serie di possibili template, che vanno da materiali porosi (ceramici o polimerici) nei cui canali avviene la crescita dei nanorods, ad aggregati di molecole di tensioattivi che formano spontaneamente delle strutture, attorno alle quali o all'interno delle quali si realizza la crescita di nanotubes e nanorods, rispettivamente.

Nell'ambito di questo progetto si vuole investigare la possibilità di realizzare per via elettrochimica nanorods o nanotubes di ossidi o idrossidi di metalli transizionali, nonché di ossidi o idrossidi di lantanidi di interesse tecnologico utilizzando come template membrane di allumina. Inoltre, si vuole testare la possibilità di utilizzare l'elettrogenerazione di base per indurre all'interno dei pori condizioni di supersaturazione che portano alla crescita delle nanostrutture.

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StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva1/1/06 → …

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