La dimensione che conta

La capacità dei nanotubi di carbonio a parete singola (Swcnts) di assorbire, rendere fluorescente e diffondere la luce, aumenta con la loro lunghezza. I ricercatori del NIST (National Institute of Standards and Technology) di Gaithersburg (Maryland, Usa) hanno infatti dimostrato sul Journal of the American Chemical Society che queste caratteristiche ottiche dipendono in modo proporzionale dalla misura dei piccolissimi cilindri, composti da un singolo foglio di atomi di carbonio. Normalmente le proprietà dei materiali sono costanti, ma secondo i ricercatori questo non sarebbe più vero a livello di nanoscala.

I ricercatori hanno preso in prestito dalla biologia la tecnica della cromatografia a esclusione molecolare, un sistema utilizzato per separe le molecole in base alla loro forma e al loro peso. Dopo aver passato al setaccio nanotubi di diverse lunghezze ‘incartati’ con Dna (molecola che rende i Swcnts solubili in acqua e facilita la loro separazione per cromatografia), gli scienziati hanno potuto testare le proprietà ottiche di serie di nanotubi che andavano dai 50 agli oltre 500 nanometri. Tutte e tre le caratteristiche esaminate (assorbimento, fluorescenza nel vicino infrarosso e un particolare tipo di diffusione chiamato raman) sono risultate dipendenti dalla lunghezza del nanotubo. L’assorbimento della luce, in particolare, sembra essere direttamente proporzionale alla lunghezza degli Swcnts e questa relazione influenza a sua volta le altre proprietà, incluse la fluorescenza e la diffusione. Purtroppo, al crescere della lunghezza aumentano anche i difetti dei nanotubi, come nodi, impurità e deformazioni.

I ricercatori suggeriscono che la relazione tra proprietà ottiche e lunghezza possa essere una conseguenza di fenomeni quanto-meccanici. La capacità di sfruttare questa correlazione potrebbe portare all’utilizzo degli Swcnts come microscopici sensori ottici, sonde biologiche o sistemi altamente specializzati di rilascio controllato dei farmaci. (m. r.)