Dall'Università della California arriva la prima mappa 3D degli atomi

La struttura atomica tridimensionale di una particella di ferro e platino (foto di Colin Ophus e Florian Nickel)
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I ricercatori sono riusciti a localizzare gli oltre 23mila atomi di una microparticella di ferro e platino grazie anche all’utilizzo del super-microscopio Team. La scoperta potrebbe avere molteplici sviluppi, dalla medicina all'informatica

Per la prima volta sarà possibile osservare la disposizione degli atomi con un dettaglio che non ha precedenti nel mondo scientifico. Lo si deve all’esperimento coordinato dall’Università della California (Ucla), in collaborazione con il Lawrence Berkeley National laboratory, i laboratori di Oak Ridge e l’Università di Birmingham. I ricercatori sono riusciti a localizzare gli oltre 23mila atomi di una microparticella di ferro e platino grazie anche all’utilizzo del super-microscopio Team (Transmission electron aberration-corrected microscope) che si trova presso l’istituto di Berkeley. Questa scoperta, pubblicata sulla rivista "Nature", potrebbe aprire la strada alla manipolazione dei materiali a livello atomico.

 

 

Una mappa tridimensionale degli atomi – Il team di ricercatori ha lavorato su un materiale fatto di ferro e platino, utilizzato nel campo dell’informatica per produrre supporti di memoria magnetici di nuova generazione. Attraverso la combinazione delle immagini registrate con il telescopio di Berkeley e l’utilizzo di un potente algoritmo di ricostruzione tridimensionale sviluppato dall’università californiana, è stato possibile determinare le precisa disposizione degli atomi che componevano il materiale analizzato. Per la precisione sono state localizzate le coordinate di oltre 23mila atomi, 6500 di ferro e 16.600 circa di platino. È stato possibile dimostrare, inoltre, che gli atomi più vicini al cuore della struttura erano disposti in maniera più regolare rispetto a quelli in superficie. “Per la prima volta possiamo vedere ogni singolo atomo e la composizione chimica in tre dimensioni”, ha detto al portale dell’Università della California Jianwei Miao, coordinatore della ricerca. “Ogni cosa che stiamo osservando, rappresenta una novità”. Conoscere la disposizione degli atomi è un aspetto fondamentale perché, permettendo di studiare meglio le loro proprietà, potrebbe consentire di manipolarle per creare materiali nuovi.

 

I risvolti futuri – Manipolare la materia a livello atomico potrebbe consentire di eliminare le imperfezioni di diversi materiali e crearne di nuovi e migliori. Non solo. Da catalizzatori più potenti a minuscole etichette fluorescenti che possano aiutare a diagnosticare le malattie, i campi di applicazione sono molteplici. Tra questi, anche il mondo dell'informatica: la possibilità di manipolare materiali come il ferro o il platino a livello atomico potrebbe, ad esempio, aprire la strada alla creazione di hard disk di nuova generazione, più performanti di quelli attuali. “La nostra ricerca – ha osservato Mary Scott, che ha coordinato il lavoro insieme a Miao – costituisce un grande passo in questa direzione”. Adesso “siamo in grado di prendere un fermo immagine dell’insieme degli atomi in una nanoparticella”. Ma gli obiettivi per il futuro sono ancora più ambiziosi: allestire una banca dati delle mappe dei materiali a livello atomico, così come fa la biologia con la mappa del genoma. In futuro, secondo Miao, i ricercatori potranno utilizzare questo archivio per studiare le proprietà dei materiali al livello di un singolo atomo.

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