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Gli scienziati sviluppano una soluzione di nylon ferroelettrico processabile per lo sviluppo di circuiti elettronici trasparenti.

Mentre l'industria microelettronica si sta spostando verso gadget elettronici indossabili e tessuti elettronici (e-)textiles, i materiali elettronici compresi, come il ferroelettrico, dovrebbero essere integrati con i nostri vestiti. I nylon, una famiglia di polimeri sintetici, furono introdotti per la prima volta negli anni '20 per le calze da donna e sono oggi tra le fibre sintetiche più utilizzate nei tessuti. Sono costituiti da una lunga catena di unità molecolari ripetute, cioè polimeri, in cui ciascuna unità di ripetizione contiene una disposizione specifica di idrogeno, ossigeno e azoto con atomi di carbonio.

Oltre all'uso nei tessuti, è stato scoperto che alcuni nylon presentano anche le cosiddette “proprietà ferroelettriche”. Ciò significa che le cariche elettriche positive e negative possono essere separate e questo stato può essere mantenuto. I materiali ferroelettrici sono utilizzati in sensori, attuatori, memorie e dispositivi per la raccolta di energia. Il vantaggio nell'uso dei polimeri è che possono essere liquefatti utilizzando solventi adeguati e quindi elaborati da una soluzione a basso costo per formare film sottili flessibili adatti a dispositivi elettronici come condensatori, transistor e diodi. Ciò rende i polimeri ferroelettrici una scelta praticabile per l'integrazione con i tessili elettronici. Sebbene i polimeri di nylon abbiano trovato negli anni importanti applicazioni commerciali nei tessuti e nelle fibre, la loro applicazione nei dispositivi elettronici è stata ostacolata perché era impossibile creare pellicole sottili di alta qualità di nylon ferroelettrico mediante l'elaborazione della soluzione.

Gli scienziati dell'MPI-P, in collaborazione con ricercatori dell'Università Johannes Gutenberg di Magonza e dell'Università di Tecnologia di Lodz, hanno risolto questo problema quarantennale e hanno sviluppato un metodo per fabbricare condensatori a film sottile di ferro ferroelettrico sciogliendo il nylon in un miscela di acido trifluoroacetico e acetone e solidificandola nuovamente sotto vuoto. Questo lavoro è stato pubblicato su Science Advances. (1)

I produttori offrono sacchetti di plastica biodegradabili o compostabili, ma in molti casi queste affermazioni non sono state testate in ambienti naturali.

L'onnipresente sacchetto di plastica è utile per trasportare generi alimentari e altri oggetti dal negozio a casa. Tuttavia, questa convenienza mette a dura prova l'ambiente, con detriti di plastica che sporcano terra e corsi d'acqua.

Ora, i ricercatori segnalano nella scienza e tecnologia ambientale dell'American Chemical Society che le borse non si degradano in alcuni ambienti più velocemente del normale polietilene.

Secondo la Commissione europea, circa 100 miliardi di sacchetti di plastica entrano nel mercato dell'Unione europea ogni anno. Molti di questi vengono usati solo una volta e poi gettati via, buttati a terra o trasportati dal vento in laghi o oceani.

Oltre a risultare sgradevoli alla vista, i detriti di plastica possono danneggiare gli animali e gli ecosistemi.

Alcuni produttori di sacchetti offrono materie plastiche che si deteriorano a causa dell'azione dei microrganismi, mentre altri utilizzano materie plastiche oxo-biodegradabili contenenti additivi pro-ossidanti per accelerare il processo. Inoltre, le materie plastiche compostabili possono essere degradate dai microrganismi in condizioni gestite. Tuttavia, queste potenziali soluzioni al problema della plastica non sono state ben studiate in diversi ambienti per lunghi periodi di tempo.

In una ricerca, pubblicata su ACS Pubblicatios, (1) gli studiosi Imogen Napper e Richard Thompson hanno deciso di confrontare il degrado di diversi sacchetti di plastica in tre ambienti naturali per un periodo di 3 anni.

Gli ingegneri hanno imitato il cervello umano con un chip elettronico che utilizza la luce per creare e modificare i ricordi

I ricercatori della RMIT University hanno tratto ispirazione da uno strumento emergente in biotecnologia - l'optogenetica - per sviluppare un dispositivo che replica il modo in cui il cervello immagazzina e perde informazioni. L'optogenetica consente agli scienziati di scrutare nel sistema elettrico del corpo con incredibile precisione, usando la luce per manipolare i neuroni in modo che possano essere accesi o spenti.

Il nuovo chip si basa su un materiale ultrasottile che modifica la resistenza elettrica in risposta a diverse lunghezze d'onda della luce, consentendogli di imitare il modo in cui i neuroni lavorano per archiviare ed eliminare le informazioni nel cervello.

il dottor Sumeet Walia, (1) leader del team di ricerca, sostiene che la tecnologia ci avvicina all'intelligenza artificiale (AI) che può sfruttare la piena funzionalità sofisticata del cervello. A tal proposito afferma: “Il nostro chip, di ispirazione optogenetica, imita la biologia fondamentale del miglior computer della natura: il cervello umano. Essere in grado di archiviare, eliminare ed elaborare le informazioni è fondamentale per il calcolo e il cervello lo fa in modo estremamente efficiente. Siamo in grado di simulare l'approccio neurale del cervello semplicemente splendendo colori diversi sul nostro chip. Questa tecnologia ci porta oltre nel cammino verso un'elaborazione della luce rapida, efficiente e sicura. Ci conferisce anche un importante passo avanti verso la realizzazione di un cervello bionico - un cervello su un chip che può imparare dal suo ambiente proprio come fanno gli umani.”