Il-Trafiletto
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31/07/14

Il grafene | Più forte, più flessibile, più conduttore | Presto in tutti i telefoni

Il grafene
C'è un materiale che è diventato sinonimo di "miracolo": il grafene. 

Quasi ogni settimana viene annunciato un nuovo possibile uso di questo strato bidimensionale di carbonio puro. L'anno scorso sono stati pubblicati diecimila articoli di ricerca sul grafene.

Secondo Andre Geim, professore all'Università di Manchester, che ha vinto il premio Nobel per la fisica nel 2010 per esserne stato uno degli scopritori, è il materiale più resistente mai studiato, il materiale più rigido che conosciamo e con il massimo rapporto area/peso: un grammo è in grado di coprire vari campi da calcio.

La struttura ultrasottile del grafene gli conferisce anche interessanti proprietà elettriche: per cominciare, ha un'elevata conduttività. La ricerca sul grafene, che era ignoto ancora 10 anni fa, è tanto promettente che all'inizio di quest'anno le sono stati concessi finanziamenti per un miliardo di euro. I prodotti a base di grafene stanno cominciando a entrare nel mercato: tra i primi c'è stata una racchetta da tennis prodotta dalla ditta australiana Head. Un'occhiata alle dieci società che hanno depositato più brevetti riguardanti il grafene, in cui compaiono la Samsung, la SanDisk 3D (che produce circuiti tridimensionali) e la Xerox, ci dà un'indicazione delle aree in cui ci sarà l'impatto maggiore. Fino a pochissimo tempo fa il grafene avrebbe potuto benissimo essere al vertice della nostra rassegna di materiali miracolosi, e se lo sarebbe meritato. Ma c'è un nuovo arrivato nel mondo dei materiali che gli ha soffiato il posto: il silicene.
APPLICAZIONI 

  • Schermi flessibili per computer 
  • Microprocessori più veloci 
  • Materiali compositi più leggeri e resistenti (racchette da tennis e bici) 
  • Celle fotovoltaiche più efficienti 
  • Sensori

27/06/14

Kawazulite | Conduttore elettrico all'esterno | Isolante internamente

Kawazulite
Che cos'è la Kawazulite? Si tratta di un minerale presente in natura nella crosta terrestre. Fisici tedeschi hanno di recente dimostrato che un campione della sostanza, raccolto in Repubblica Ceca, si comporta come un conduttore elettrico all'esterno e come un'isolante all'interno.

Come si spiega questa curiosa proprietà?
All'interno, gli elettroni si muovono secondo traiettorie circolari, che ne impediscono il flusso attraverso il minerale. In superficie, invece, si spostano a scatti lungo il profilo del materiale, e cosi dacendo conducono elettricità.

Perchè se ne parla?
"Isolanti topologici" come questo erano già stati sintetizzati in laboratorio, ma è la prima volta che il fenomeno è stato osservato in un campione naturale. Questi isolanti potrebbero, in futuro, permettere di costruire computer più veloci.

In che modo ciò si potrebbe realizzare?
Una delle proprietà degli elettroni è il loro spin, che può avere soltanto due valori: alto spin o basso spin. Nello strato conduttivo del materiale, gli elettroni ad alto spin si muovono in un'unica direzione, mentre le particelle a basso spin avanzano in senso opposto. Il risultato è una "corrente di spin", un flusso di elettroni di spin e non di carica. Ciò potrebbe aprire la strada alla costruzione di "transistor di spin", molto più veloci dei semiconduttori utilizzati oggi dai nostri computer.(science)



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