Galileo Giornale di scienza e problemi globali

Lo specchio perfetto

La superficie più liscia mai creata, realizzata con materiali dallo spessore nanometrico le cui proprietà sono dominate da effetti quantistici: uno specchio in grado di riflettere oggetti tanto piccoli quanto una molecola di appena quattro atomi. I vincitori di questo particolare guinness dei primati sono i ricercatori dell’Università Autonoma di Madrid (Uam), che hanno pubblicato il loro studio sulla rivista Advanced Materials, e il loro studio servirà per la costruzione dei primi microscopi atomici.

Lo specchio è costituito da un cristallo di silicio dallo spessore di 50 micron (milionesimi di metro), ricoperto da un sottile strato di piombo di 1 o 2 nanometri (milionesimi di millimetro). Lo pellicola di piombo è stata applicata sul silicio a una temperatura compresa tra 173 e 133 gradi centigradi sotto lo zero, una condizione che ha portato la superficie ad autolivellarsi spontaneamente, eliminando le concavità e le convessità presenti sullo strato più esterno, fino a renderla perfettamente piana.

“La cosa straordinaria di questo processo”, sottolineano i ricercatori, “è che quando il materiale viene portata a temperatura ambiente, non si distorce e non si rompe, ma diventa ancora più liscio, migliorando le sue capacità di riflessione”. Il gruppo di ricerca ha testato le proprietà del materiale con atomi di elio: finora gli specchi di silicio riflettevano appena l’1 per cento degli atomi di elio. Aggiungendo lo strato di piombo si è ora arrivati a toccare il 67 per cento.

Secondo il direttore dell’Istituto Madrileño di Studi Avanzati in Nanoscienza (Imdea) Rodolfo Miranda, che ha guidato la ricerca, i risultati ottenuti aprono le porte alla realizzazione dei microscopi atomici. Oggi i microscopi elettronici riescono a raggiungere una risoluzione altissima, ma gli elettroni accelerati distruggono i campioni biologici più delicati, come le membrane cellulari o alcune strutture proteiche. Come sottolinea Miranda, gli atomi usati da un microscopio atomico avrebero una massa maggiore degli elettroni e permetterebbero di ottenere la stessa risoluzione con un’energia molto più bassa, che non danneggia i campioni osservati. I fisici spagnoli, insieme ai gruppi guidati da  Bill Allison dell’Università inglese di Cambridge e Bodil Holst dell’Università austriaca di Graz, stanno già lavorando a prototipi dei microscopi atomici, le cui prime immagini sono attese per il prossimo anno. (f.g.)

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