Spugne nanometriche

Figura: A sinistra è riportata un'immagine AFM della superficie di un deposito di ossido di titanio, l'area di scansione da cui è stata ricustruita l'immagine è di 2 micrometri quadri. La scala delle altezze è compresa tra 0 e 50 nm. A destra è riportata la foto di una comune spugna per pulizie domestiche. Non sembrano assomigliarsi?

 

I materiali nanostrutturati studiati in questo laboratorio hanno le sembianze di vere e proprie spugne. In figura riportiamo un'immagine acquisita di recente nei nostri laboratori universitari con un microscopio a forza atomica (AFM). E' un'immagine che ricostruisce la superficie esposta da uno strato di ossido di titanio spesso 400 nanometri depositato su di un substrato di silicio.

Come si può osservare la superifcie esposta è caratterizzata da buchi e protuberanze ed e' quindi notevolmente più elevata di quanto sarebbe nel caso di un deposito piatto. Questa enorme superficie può essere un grosso vantaggio nel caso in cui si vogliano studiare o sfruttare i processi che avvengono all'interfaccia tra il nostro materiale (in questo caso l'ossido di titanio) e un mezzo differente (aria, luce, acqua, gas). Nella vita di tutti i giorni sfruttiamo inconsapevolmente questo concetto quando scegliamo una spugna per rimuovere lo sporco, proprio perchè è tanta la superficie libera a cui lo sporco può attaccarsi. Anche in campo energetico molti sono i dispositivi in cui si utilizzano materiali caratterizzati da questa proprietà: un esempio sono le batterie al litio dei nostri cellulari e computer.