L'articolo è stato selezionato dagli Editors di Nature Communications come Highlight Paper

Un lavoro sperimentale-teorico in collaborazione tra il gruppo Nanobiocomp di Riccardo Ferrando al DIFI (https://sites.google.com/view/nanobiocomp) e gruppi di ricerca a Birmingham e York (UK) ha ora risolto un problema aperto da molto tempo nella crescita dei cristalli, ovvero il problema della crescita dei nanocristalli tetraedrici, che non può essere spiegata da teorie esistenti quali le costruzioni di Wulff di equilibrio e cinetica.

Il tetraedro è il poliedro regolare con il più alto rapporto superficie/volume. Le nanoparticelle tetraedriche possono quindi essere molto interessanti per applicazioni alla catalisi, in cui un elevato rapporto superficie/volume è un vantaggio. Ma la forma tetraedrica non è energeticamente stabile, così che le nanoparticelle di quella forma sono fortemente fuori equilibrio e vengono prodotte con molta più difficoltà di quelle icosaedriche, cubiche o ottaedriche. In esperimenti precedenti, nanoparticelle metalliche tetraedriche sono state prodotte mediante metodi di wet chemistry in ambienti piuttosto complessi.

Gli esperimenti, eseguiti a Birmingham da Yu Xia, Ziyou Li e a York da Jun Yuan, traggono vantaggi dai metodi di sintesi fisica in fase gassosa, che sono molto puliti, per dimostrare che ottaedri relativamente piccoli possono crescere fino sviluppare a tetraedri più grandi, in modo controllato.
Le simulazioni di dinamica molecolare, eseguite a Genova da Diana Nelli e Riccardo Ferrando, fanno luce sul meccanismo di crescita, che richiede una specifica rottura della simmetria in base alla quale solo quattro su otto facce dell'ottaedro crescono per sviluppare punte molto acute. Le simulazioni hanno mostrato che la rottura della simmetria è dovuta alla generazione di difetti metastabili.

Referenza: Y. Xia, D. Nelli, R. Ferrando, J. Yuan & Z.Y. Li, Shape control of size-selected naked platinum nanocrystals, Nature Communications 12, 3019 (2021)