L’oro sta diventando una palestra per fare scienza dei materiali. Con sferette nanometriche d’oro, composte da 10-20 atomi con un diametro di appena 3-4 atomi, si realizzano per esempio ottimi catalizzatori che semplificano la produzione di idrogeno. Gli scienziati che hanno firmato l’articolo pubblicato sulla rivista Applied Catalysis B: Environmental non hanno dubbi: questo catalizzatore nanometrico aumenta di ben 35 volte la liberazione d’idrogeno dall’acqua esposta alla luce solare.
CATALIZZATORE – «Maggiore è infatti la superficie del catalizzatore, più efficiente è la catalisi», spiega Roberto Cingolani, fisico e direttore scientifico dell’Istituto italiano di tecnologia (Iit), commentando la ricerca. «Un principio, questo, che viene soddisfatto da strutture nanometriche che, come le palline d’oro in questione, riescono a realizzare un catalizzatore tutto superficiale». Nella ricerca di nuovi materiali che possono ridurre la nostra dipendenza da carburanti fossili, questa può essere una nuova strada da intraprendere, sebbene per il momento sia ancora costosa.
IN TRACCE – Particelle nanometriche d’oro possono essere la pietra miliare per sviluppare anche sistemi capaci di individuare velocemente tracce di sostanze chimiche, come inquinanti, esplosivi o sostanze illegali. «La sfida odierna è quella di realizzare superficie metalliche con un Sers (Surface Enhanced Raman Scattering) sempre più efficiente», prosegue Cingolani. «In natura ogni oggetto colpito da luce diffonde infatti energia lasciando una sua firma con una propria vibrazione dipendente dalla caratteristica della materia di cui è composto. Misurando pertanto l’energia retro-riflessa si può capire quale tipo di materia si sta studiando».
DOPPIO ASPETTO – Fino a oggi per sfruttare questo effetto, chiamato Raman, occorreva tanta materia. Negli anni Settanta si era anche notato che molecole legate a strutture metalliche potevano diffondere una maggiore quantità d’energia, utile per riconoscere le sostanze con cui si aveva a che fare. Oggi si cerca di mettere a punto un sensore ideale che individui una sola molecola. Un obiettivo ambizioso che gli scienziati dell’Imperial College di Londra stanno cercando di raggiungere con un nuovo sistema che impiega l’interfaccia acqua-olio per allineare uno strato monoatomico d’oro capace di riconoscere una singola molecola tra 10 mila trilioni di molecole d’acqua nell’arco di millisecondi. Nell’ottica moderna, secondo cui la ricerca deve andare su due piani, quello della conoscenza e quello industriale che si rifà a miglioramenti incrementali di costi e resa, l’innovativa tecnica semplice ed economica ben si adegua alla costruzione di un sensore da distribuire su larga scala.
