Il futuro della tecnologia informatica sono i computer fotonici, pc che trasmettono le informazioni utilizzando la luce al posto dell’elettricità, e la chiave per lo sviluppo di queste macchine potrebbe essere un cristallo responsabile della propagazione della luce. A progettarlo son stati Flavio Romano e Francesco Sciortino del Dipartimento di fisica della Sapienza – Università di Roma che hanno messo a punto un metodo per “disegnare” le caratteristiche di questo materiale, agendo sulle proprietà superficiali delle particelle colloidali.
Il metodo, descritto su Nature Communication, sfrutta un fenomeno che in natura dà origine a strutture policristalline come l’opale, e si basa sul lavoro teorico svolto sui colloidi janus, particelle la cui superficie è caratterizzata dalla presenza di tre regioni: due esterne attrattive e una interna repulsiva. Flavio Romano, ora all’Università di Oxford, spiega che se le regioni attrattive sono disegnate a forma triangolare è possibile, con una opportuna orientazione delle due regioni, selezionare la struttura cristallina richiesta.
La tecnica sviluppata dai ricercatori della Sapienza, oltre a trovare applicazione nell’ottica quantistica, consentirà di realizzare materiali con caratteristiche fisiche diverse a seconda della direzione con cui vengono sollecitati, potendo per esempio rispondere in modo differente agli sforzi di taglio e di compressione. “Ci auguriamo che questo nostro lavoro possa a breve essere utilizzato nei laboratori e nelle applicazioni industriali”, conclude Sciortino.
Riferimenti: Flavio Romano e Francesco Sciortino – Patterning symmetry in the rational design of colloidal crystals; doi:10.1038/ncomms1968
L’immagine, riprodotta da Flavio Romano e Francesco Sciortino, mostra la struttura dodecaedrica formata spontaneamente dalle particelle colloidali Janus a tre bande (sfera gialla con bande rosse), quando la banda attrattiva ha una forma triangolare opportunamente orientata