I ricercatori costruiscono il primo nanowire 2D per i futuri telefoni e pannelli solari

Nel 2004, una coppia di ricercatori dell'università di Manchester nel Regno Unito stavano svegliando un venerdì sera facendo una versione leggermente più high-tech dell'uso del nastro scozzese per staccare gli strati superiori da una scaglia di grafite. Ciò che sarebbe stata una sciocchezza particolarmente sciocca per chiunque alla fine gli è valso il Premio Nobel per la Fisica, poiché hanno strappato così tanti strati che erano rimasti con un materiale che era solo pochi atomi spessi. Questo era il grafene, il primo materiale bidimensionale del mondo.

Nei 13 anni successivi, i ricercatori hanno cercato di capire come sfruttare questo e altri materiali 2D per la prossima generazione di elettronica, eliminando in modo efficace il problema di come risparmiare spazio in qualsiasi cosa, dai telefoni ai pannelli solari. Il problema è che non è sufficiente solo creare qualcosa in 2D; deve essere possibile mettere insieme multiplo tali materiali nello stesso piano denso di atomi, creando ciò che è noto come un nanofilo.

In un articolo pubblicato lunedì a Materiali naturali, un team internazionale di ricercatori dettaglia il grande passo in avanti compiuto verso la creazione del filo più piccolo conosciuto dall'umanità. È uno sviluppo che apre la porta per incorporare pannelli solari ultrasottili o schermi LED su superfici come vestiti o vetro.

I ricercatori della King Abdullah University in Arabia Saudita, della Cornell University, del Massachusetts Institute of Technology e dell'Academia Sinica spiegano come sono stati in grado di far funzionare un filo, fatto di disolfuro di molibdeno, che ha solo pochi atomi di diametro, attraverso il diseleniuro di tungsteno, un materiale utilizzato per celle solari flessibili.

Lavorare con materiale che ha solo pochi atomi di diametro è abbastanza difficile, ma imparare a mescolare insieme questi materiali e mantenere le loro proprietà è un processo che ha sconcertato gli scienziati. Gli autori di questo articolo spiegano come sono stati in grado di creare nanofili da un materiale per lo più utilizzato come lubrificante industriale nella speranza di incoraggiare l'assemblaggio di componenti elettronici su scala atomica.

"La produzione di nuovi materiali 2D rimane ancora una sfida", ha dichiarato Markus Buehler, professore di ingegneria al MIT. "La scoperta di meccanismi attraverso i quali è possibile creare determinate strutture materiali è la chiave per spostare questi materiali verso le applicazioni. In questo processo, il lavoro congiunto di simulazione ed esperimento è fondamentale per progredire, specialmente utilizzando modelli a livello molecolare di materiali che consentono nuove direzioni progettuali."

Le dimensioni e la versatilità di Graphene si sono guadagnate la reputazione di elemento portante del futuro, e questa ricerca rappresenta il progresso più avanzato verso la soluzione del problema di come mettere insieme più nanomateriali nello stesso piano.

Il vantaggio di tale nanotech 2D è che è incredibilmente forte e agisce come una rete invisibile che le correnti elettriche possono attraversare. Quasi tutte le superfici possono essere rivestite con il materiale, consentendo di rendere l'elettronica ancora più ubiquitaria di quanto non sia già.

Essere in grado di produrre in massa materiali 2D introdurrebbe una nuova era di schermi leggeri e celle solari che potrebbero essere impiantati praticamente ovunque - rendendo l'idea di uno schermo sulla manica del tuo cappotto più di una realtà che un sogno fantascientifico.

Se ti è piaciuto questo articolo, guarda questo video sul 3D graphene.