p Imagine construir um reator químico pequeno o suficiente para estudar nanopartículas com um bilionésimo de metro de diâmetro. Um bilhão de vezes menor que uma gota de chuva é o volume de uma célula de E. coli. E outro milhão de vezes menor seria um reator pequeno o suficiente para estudar nanopartículas isoladas. Adicione a isso o desafio de fazer não apenas um desses reatores minúsculos, mas bilhões deles, todos idênticos em tamanho e forma. Pesquisadores da Cornell fizeram exatamente isso. p Uma equipe liderada por Tobias Hanrath, professor associado de engenharia química e biomolecular, demonstrou fusão controlada de pontos quânticos semicondutores dentro de uma gaiola de nanorreator de partículas enferrujadas.

p A equipe organizou seis cristais de seleneto de chumbo em uma estrutura de esferas de óxido de ferro (ferrugem). Eles estudaram como os pontos quânticos dentro da "gaiola enferrujada" em nanoescala interagem, usando raios-X na fonte síncrotron de alta energia Cornell (CHESS). Esses experimentos permitiram que eles identificassem interações específicas entre as partículas na caixa e, assim, abrissem o caminho para a fabricação de novos materiais com propriedades projetadas. Os resultados, que poderia ser aplicado a outros materiais, foram publicados em Relatórios Científicos , 23 de outubro.

p Eles usaram o CHESS para realizar o espalhamento de raios-X em unidades repetidas dessas caixas enferrujadas à medida que as aqueciam, observando o que acontece com o seleneto de chumbo no centro. Com a dispersão de dados agindo como um filme de alta definição, eles puderam identificar diferentes estágios de fusão dos hexâmeros de seleneto de chumbo. Isso pode levar a um insight sobre como obter funcionalidades específicas desses nanomateriais pouco compreendidos. Muito calor fez os cristais de chumbo sinterizar e fundir; o calor insuficiente não os aproximava o suficiente para interagir.

p O estudante de graduação Ben Treml conduziu os experimentos; ele sintetizou as partículas e as montou em superredes (redes de nanocristais, em vez de átomos). As amostras foram estudadas na linha de feixe D1 do CHESS com o co-autor Detlef Smilgies, cientista da equipe, que ajudou Treml a refinar os experimentos.

p Os resultados foram verificados com modelagem teórica pelos co-autores Paulette Clancy, professor de engenharia química e biomolecular, e o associado de pós-doutorado Binit Lukose.