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22.03.2021 - 12:000

Nano-origami di grafene per i microchip dei dispositivi elettronici del futuro

Grazie a delle pieghe create nel grafene si posso realizzare microchip 100 volte più veloci di quelli convenzionali

Il grafene rappresenta senza dubbio il futuro dell’informatica. È infatti un materiale unico, essendo costituito da uno strato di carbonio dello spessore di un singolo atomo che lo rende praticamente bidimensionale. Un’altra sua peculiarità è quella di essere resistente come un diamante e, allo stesso tempo, flessibile come la plastica. Per tali ragioni questo nanomateriale ha trovato finora un ampio numero di applicazioni.
Oggi, un team di scienziati dell’Università del Sussex, nel Regno Unito, ha utilizzato il grafene per creare dei nano-origami le cui proprietà fanno sì che siano adatti per un loro possibile uso come microchip per i dispositivi elettronici del futuro. Nello specifico, i ricercatori hanno piegato strisce di grafene come una sorta di nano-origami per sbloccare le proprietà elettroniche del materiale. In questo modo, i nano-origami potrebbero essere usati per realizzare chip elettronici dalle dimensioni di un ordine di grandezza 100 volte più piccolo di quelli convenzionali, con un considerevole aumento della potenza e quindi della velocità.
I nano-origami, in effetti, hanno fatto sì che il grafene, un materiale bidimensionale, iniziasse a diventare tridimensionale, aprendo così le porte ad una recente area di ricerca chiamata “straintronica”. Quest’ultima è la condizione manifestata del grafene e da altri nanomateriali in cui una deformazione applicata permette agli elettroni di comportarsi come se fossero in un campo magnetico. Gli scienziati dell’Università del Sussex hanno quindi iniziato a creare le più svariate forme di nano-origami partendo da un nanofoglio di grafene o di solfuro di molibdeno. Hanno generato grinze, grinze ripiegate, bolle poi fatte sgonfiare, buchi, e hanno osservato il modo in cui i nanomateriali possono essere ritorti o attorcigliati. Alla fine, la raccolta di queste strutture 3D del grafene ha permesso loro di capire meglio come cambiano le proprietà elettroniche dei nanomateriali in base alle forme assunte.
«Invece di dover aggiungere materiali estranei in un dispositivo, abbiamo dimostrato che possiamo creare strutture dal grafene e da altri materiali 2D semplicemente aggiungendo pieghe intenzionali nella struttura. Con questi corrugamenti possiamo ottenere un componente elettronico, come un transistor, o un gate logico», ha dichiarato Manoji Tripathi, autore principale dello studio.
C’è da chiarire che i ricercatori non hanno creato un nanochip vero e proprio, nemmeno in fase prototipale. Hanno solo fornito approfondimenti su questo nuovo campo di ricerca della fisica che è la straintronica e sui dispositivi elettronici che un domani si baseranno su di essa. Come ha infatti affermato un altro autore della ricerca, Alan Dalton: «L’uso di questi nanomateriali renderà i nostri chip per computer più piccoli e veloci. È assolutamente fondamentale che questo accada, poiché i produttori di computer sono ormai al limite di ciò che possono fare con la tecnologia semiconduttiva tradizionale. In definitiva, questo renderà i nostri computer e telefoni migliaia di volte più veloci, in futuro».


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