https://frosthead.com

Come far crescere un nanogarden

Wim Noorduin ha il pollice verde, ma non coltiva rose, tulipani e altri fiori standard come varietà da giardino. Il borsista post-dottorato presso la School of Engineering and Applied Sciences dell'Università di Harvard, invece, tende a microscopici "germogli" che coltiva con cura nel suo laboratorio. Le fioriture - delicate e fragili - sono realizzate in cristallo.

red-nanoflower-Wim-Noorduin.jpg (Immagine gentilmente concessa da Wim Noorduin)

“La tecnica è straordinariamente semplice: riempire un becher con una soluzione che abbia un sale e un composto di silicio disciolti in esso. Inserisci uno scivolo di vetro o un po 'di metallo per agire come terreno su cui cresceranno le "piante" di cristallo. Consentire all'anidride carbonica presente nell'aria di diffondersi nella soluzione, innescando una semplice reazione che fa uscire le sostanze chimiche disciolte dalla soluzione e forma un cristallo solido, che è curvy anziché frastagliato ", ha spiegato il Boston Globe in un recente articolo. Aggiungi un po 'di colorante qua e là e quali risultati sono escrescenze cristalline che ricordano le foglie e i petali dei fiori.

pink-nanoflowers-Wim-Noorduin.jpg (Immagine gentilmente concessa da Wim Noorduin)

La sbirciatina del globo nel progetto di Noorduin è stata motivata dalla rivista Science e dalla sua decisione di includere nelle sue pagine i "nanofiorenti" dello scienziato. Science ha pubblicato un articolo scritto da Noorduin e tre suoi colleghi che descrivono lo sforzo creativo e un saggio sull'opera.

Viola-nanoflowers-Wim-Noorduin.jpg (Immagine gentilmente concessa da Wim Noorduin)

In precedenza, gli scienziati hanno sviluppato strutture che assomigliano alla flora da materiali come l'ossido di zinco prima, ma ciò che rende unico Noorduin è la sua capacità di manipolare la crescita di carbonato di bario e silicato a suo piacimento. Lui e il suo team comprendono quali condizioni producono quali forme, tanto che sono in grado di "progettare le forme risultanti a piacimento e di combinare diverse condizioni di crescita per generare forme ancora più complesse", scrive Elias Vlieg, professore di chimica alla Radboud University nei Paesi Bassi, in Scienze . "Piuttosto che selezionare un insieme di condizioni e lasciare che il sistema evolva passivamente, gli autori cambiano attivamente le condizioni del processo, consentendo la costruzione di elementi come steli, vasi, rami e foglie."

multi-color-nanoflowers-Laura-Henriks-Wim-Noorduin.jpg (Immagine gentilmente concessa da Laura Hendriks e Wim Noorduin)

Ad esempio, per produrre un vaso, Noorduin fluttua la quantità di anidride carbonica che entra nella sua soluzione, semplicemente coprendo o scoprendo il becher. La fornitura di gas controlla lo spessore del vaso. All'interno del vaso, quindi posiziona uno stelo; mentre lo coltiva, dice che aggiunge un "impulso di CO2" in modo che lo stelo si apra in un bocciolo. Se vuole costruire una rosa, lo scienziato-artista regola il livello di pH della soluzione. In questo modo, i petali si accartocciano e formano spirali, spiega in una e-mail. In una microfotografia elettronica, il giardino di Noorduin è naturalmente di colore bianco e nero, ma aggiunge tonalità artificiali alle immagini per distinguere le foglie e gli steli delle piante dai loro fiori.

Noorduin piantò un campo di fiori su un centesimo Noorduin piantò un campo di fiori su un centesimo. Puoi vederli qui, sui gradini del Lincoln Memorial. (Immagine gentilmente concessa da Wim Noorduin)

Per guidare davvero a casa la minuscola scala delle sue creazioni, Noorduin piantò un campo di fiori sui gradini del Lincoln Memorial, su un centesimo.

Finora lo scienziato ha sperimentato motivi floreali. È curioso, tuttavia, di altre piccole architetture che potrebbe essere in grado di costruire. "La natura ha molti esempi di architetture mineralizzate notevolmente diverse e complesse come le barriere coralline su scala macro e gli scheletri incredibilmente intricati di microrganismi come l'acantharea su scala micro", dice. “Il nostro obiettivo non è tanto quello di riprodurre forme particolari viste in natura. Piuttosto, siamo ispirati da un'osservazione più fondamentale: la diversità, la gerarchia e la complessità dei modelli sembrano essere praticamente illimitate. "

piccole-red-nanoflowers-Wim-Noorduin.jpg (Immagine gentilmente concessa da Wim Noorduin)

Il repertorio di Noorduin si espanderà senza dubbio mentre esplora queste forme illimitate. "Un maggiore controllo porterà senza dubbio a strutture che potrebbero essere meno artisticamente gradevoli, ma più tecnologicamente utili", scrive Vlieg.

Come far crescere un nanogarden