La Struttura della Wurtzite e le sue Applicazioni nell’Industria e nella Ricerca

Il minerale noto come wurtzite prende il nome dal chimico francese Charles A. Wurtz ed è principalmente composto da solfuro di zinco, sebbene possa contenere anche ferro al posto dello zinco, con la formula chimica (Zn,Fe)S.

La wurtzite, dai colori che variano dal bruno-rossastro al nero o marrone-arancio, rappresenta un minerale piuttosto raro con una durezza che si attesta tra 3,5 e 4 sulla scala di Mohs. Cristalli significativi di wurtzite sono stati rinvenuti nelle miniere boliviane di San José e di Siglo Veinte. Altri minerali appartenenti allo stesso gruppo includono cadmoselite, greenockite, mátraite e rambergite.

Un aspetto interessante riguarda il dimorfismo del solfuro di zinco, che consente al minerale di manifestarsi non solo come wurtzite ma anche come sfalerite o blenda di zinco, con questa seconda forma stabile a temperature superiori ai 1020°C, scoperto nel 1847 dal geologo tedesco Ernst Friedrich Glocker.

La wurtzite presenta una struttura cristallina che si riscontra in vari composti binari come ioduro d’argento, ossido di zinco, solfuro di cadmio, seleniuro di cadmio, carburo di silicio, nitruro di gallio, nitruro di alluminio e nitruro di boro, appartenenti al sistema cristallino esagonale.

La struttura interna della wurtzite è composta da due sottoreticoli esagonali compatti (HCP) intersecati con costanti di reticolo a e c. Questa struttura non è centrosimmetrica e presenta una polarità cristallografica che ha un impatto significativo su caratteristiche come l’epitassia, la piezoelettricità e la capacità di generare nanostrutture.

La polarizzazione spontanea e piezoelettrica nella wurtzite sono dovute all’asimmetria dei legami atomici e alla tensione causata dal disadattamento reticolare nelle eterostrutture, contribuendo alle sue proprietà uniche e alle sue applicazioni tecnologiche moderne.

La struttura della wurtzite è condivisa anche da altri composti come il nitruro di alluminio, il nitruro di gallio e il fosfuro di indio, ognuno con caratteristiche specifiche e impieghi nell’industria e nella ricerca attuale.

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