Materiali

L’elettronica del futuro a base di materiali bidimensionali. Pisa tra i protagonisti nella corsa per la realizzazione di nuovi nanotransistori a basso consumo

La studio condotto da un team internazionale di ricercatori è stato pubblicato sulla rivista Nature Nanotechnology

Sempre più piccoli e basso consumo: sono i transistor del futuro, ma non è detto che siano in silicio. Una classe di materiali bidimensionali si unisce infatti al grafene nella sfida per dominare l’elettronica del domani.

Lo studio, recentemente pubblicato sulla rivista Nature Nanotechnology, è frutto del lavoro dei ricercatori dell’Università di Pisa che hanno collaborato con i colleghi dell’Istituto Italiano di Tecnologia, del Massachusetts Institute of Technology, dell’Università di Notre Dame, dell’Università di Dallas, della società di ricerca AMO e di Texas Instruments.

“Negli ultimi anni la comunità scientifica ha mostrato un forte interesse per i materiali bidimensionali come sostituti del silicio in elettronica - spiega Gianluca Fiori del dipartimento di Ingegneria dell'Informazione dell’Ateneo pisano - materiali dello spessore di un solo atomo come i calcogenuri dei metalli di transizione (TMD), il seleniuro di bismuto o il grafene, che per questo motivo sono promettenti per la realizzazione di transistor piccolissimi, fino a cinque nanometri, mentre quelli attuali sono circa 20 nanometri. Per rendersi conto delle dimensioni, un virus è circa 100 nanometri, un batterio è circa mille nanometri, e lo spessore di un capello è circa centomila nanometri”.

Una bottiglietta rivoluzionaria, che non inquina, ecologica e per giunta si può anche mangiare.

Un materiale ecologico, rispettoso dell'ambiente, che non inquina e in più si può mangiare; è una nuova bottiglia inventata da un gruppo di scienziati, utilizzando la tecnica innovativa, già in uso da molti chef, per la preparazione dei loro piatti. Fino ad oggi, la plastica è stato il materiale più usato come recipiente per molti prodotti alimentari, in particolare per contenere i liquidi (bibite, latte, acqua ecc..); però è uno dei materiali meno biodegradabili al mondo, quindi molto inquinante per l'ambiente, ed è per questo motivo che si sta facendo il possibile per riciclarlo o addirittura eliminarlo del tutto dal mercato.

Grazie alla tecnica della sferificazione, si è riusciti a creare un contenitore gelatinoso che, al suo interno, racchiude il liquido da bere. La sferificazione è un procedimento (già in uso, da molto tempo, in ambito gastronomico) grazie al quale gli chef possono trasformare sostanze commestibili in forma più o meno solida, per dare ai loro piatti un tocco artistico di gran classe. Questa tecnica usata nella gastronomia molecolare, resa famosa dallo chef Ferran Adrià, permette di creare ravioli o cavialie, con una textura rigida all'esterno lasciando l'interno in forma liquida, dando una particolare sensazione al palato di chi degusta il piatto.

Questa trasformazione, da liquido a solido, usata anche per creare la nuova bottiglia commestibile chiamata Ooho, si ottiene miscelando un liquido con alginato e successivamente il prodotto viene immerso in un bagno calcico (acqua mescolata a calcio) e immediatamente trasferito in acqua neutra, per eliminare il calcio, e fermare il processo di sferificazione, rendendo così l'esterno del materiale più solido.

Un team di ricercatori dell’Università di Kyoto ha scoperto un modo per controllare la dinamica delle onde elettromagnetiche all’interno di un metamateriale.

La ricerca è stata pubblicata in arxiv.org e porta a termine una serie di ricerche iniziate intorno al 1990.

Da anni gli scienziati sanno che le onde elettromagnetiche possono essere catturate ed intrappolate all’interno dei metamateriali: il problema è sempre stato quello di riuscire a riutilizzarle.

Prima di questa ricerca si potevano solo catturare onde elettromagnetiche concentrandole all’interno di una nube di atomi che avevano una proprietà unica: la capacità di assorbire o di lasciare passare le onde in base alle frequenze che avevano in entrata. Usando un laser, gli scienziati hanno scoperto che era possibile variare la frequenza delle onde, in modo da controllare il flusso in entrata e quello in uscita.

Restava irrisolto il solito problema: le onde in uscita non erano utilizzabili. Il gruppo di ricerca coordinato da Toshihiro Nakanishi ha provato ad utilizzare un metodo alternativo per intrappolare le onde: usando materiali che non esistono in natura, noti come metamateriali, è possibile catturare le onde elettromagnetiche e rilasciarle senza variarne lo stato.