Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale

Le straordinarie proprietà delle nanoparticelle metalliche possono essere amplificate e ingegnerizzate mescolando due o più metalli: è questo l'ambito delle nanoleghe. Nelle nanoleghe, oltre alla struttura del solido anche la modalità in cui sono disposti i diversi metalli determina la possibilità di usarli in diverse tecnologie, come nella catalisi. In questa ricerca del Prof. Alberto Giacomello di DIMA - ICI è stata simulata al computer la produzione di nanoparticelle formate da due metalli, raffreddando nanogocce contenenti leghe di argento, fino a raggiungere la solidificazione. Nickel e cobalto non si mischiano con l'argento neanche nella fase liquida e, coerentemente, rimangono separati nel solido. Questo comportamento è quanto previsto all'equilibrio, ovvero non dipende dal particolare processo simulato. Il rame, invece, si mescola all'argento nelle nanogocce, ma ci si aspetterebbe che se ne separasse nel solido. Tuttavia, al diminuire della temperatura, si è osservato che le nanoparticelle di AgCu restano cristallizzate in una configurazione "mescolata" molto diversa da quella di equilibrio. Le simulazioni consentono di osservare i dettagli del processo di solidificazione come in un microscopio atomico, mostrando che AgCo e AgNi solidificano in due fasi, iniziando dalla parte interna di cobalto nickel che a sua volta facilita la solidificazione del guscio esterno d'argento. La solidificazione della lega di argento-rame, invece, avviene in una sola fase e in maniera omogenea a partire dall'interno della nanogoccia.

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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c09741