L’approccio bottom-up si basa sul fenomeno dell’autoassemblaggio molecolare relativo alle interazioni fisiche e chimiche su scala nanometrica che raggruppano elementi costitutivi primari in strutture macroscopiche.
Tramite l’approccio bottom-up si utilizzano e si combinano oggetti su scala sub o nanometrica come atomi o molecole per costruire nanostrutture, che di solito mostrano funzioni nuove o diverse. Questo approccio, che consente una progettazione del sistema più controllata, può essere considerato come la naturale evoluzione della chimica supramolecolare, che si concentra su legami intermolecolari e copre le strutture e le funzioni delle entità formate dall’associazione di due o più specie chimiche.
L’approccio bottom-up e l’approccio top-down sono le due strategie principali per la produzione di nanomateriali. Con il termine nanostruttura ci si riferisce a strutture che mostrano proprietà diverse da quelle mostrate sia allo stato molecolare che allo stato solido e in cui almeno una delle loro dimensioni o attributi strutturali rientra in un intervallo di dimensioni approssimativo compreso tra 1 e 100 nm. Le nanostrutture sono particolarmente rilevanti nella nanomedicina, con applicazioni, tra le altre, nell’imaging, nella diagnosi e nella terapia e nella microelettronica.
I precursori molecolari possano essere utilizzati e assemblati non solo per produrre nanosistemi ma anche per controllarne o regolarne la morfologia, lo stato di aggregazione, il polimorfismo, la superficie, il grado di cristallinità e altre proprietà, che determinano le applicazioni di le nanostrutture. Le sintesi chimiche umide, costituiscono l’approccio bottom-up più utilizzato per la produzione di nanostrutture, in particolare nanoparticelle e materiali mesoporosi.
Nell’approccio bottom-up le sintesi chimiche umide consentono un controllo più elevato sui parametri sia cinetici che termodinamici delle reazioni e quindi un migliore controllo su dimensioni, forme e composizioni delle nanostrutture.
Approccio bottom-up e MOF
I MOFs acronimo di Metal-Organic Frameworks progettati dal chimico giordano Omar Mwannes Yaghi dell’Università della California hanno potenziali applicazioni nei campi più svariati ampiamente studiati nelle ricerche su nuovi materiali.
I MOFs sono ottenuti tramite un approccio sintetico bottom-up in cui vengono prodotte strutture ordinate predeterminate selezionando i mattoni molecolari appropriati. I motivi strutturali ordinati risultanti, simili a strutture simili a gabbie, forniscono loro un’elevata superficie interna e porosità, che sono le caratteristiche chiave sfruttate nella maggior parte delle loro applicazioni in campi diversi come lo stoccaggio e la separazione del gas, stoccaggio e conversione di energia, rilevamento, catalisi, rilascio controllato di specie attive come, ad esempio, farmaci.
Research Director at Consiglio Nazionale delle Ricerche, Head of Pisa Unit of National Institute of Optics, CNR - HEAD of the INTENSE LASER IRRADIATION LABORATORY
6 giorniVivamente consigliato :-)