Ricercatori europei all'avanguardia nella tecnologia supersottile
Un'équipe di ricercatori europei ha creato una membrana di carbonio liberamente sospesa dello spessore di un atomo: si tratta del materiale più sottile del mondo. La loro invenzione potrebbe essere impiegata per produrre componenti elettronici superveloci e per accelerare lo sviluppo di farmaci. Il loro lavoro, finanziato in parte dal Sesto programma quadro dell'UE, è descritto nell'ultimo numero della rivista «Nature». Nel 2004, il professor Andre Geim dell'Università di Manchester e i suoi colleghi hanno scoperto una nuova classe di materiali che sono di fatto fogli di atomi dello spessore di un atomo. La scoperta ha suscitato grande entusiasmo nel mondo della fisica; gli esperimenti condotti su pellicole sottili hanno tuttavia messo in evidenza che questi nuovi materiali finirebbero per spezzarsi se non fossero fermamente attaccati ad un substrato. In quest'ultimo studio, il professor Geim, assieme ai colleghi tedeschi e olandesi, ha messo questa teoria sul banco di prova. Il grafene è un unico strato di atomi di carbonio legati secondo una trama che sembra un reticolo a maglie strette. I ricercatori hanno creato un foglio di grafene su un chip di silicone e hanno applicato il grafene a una struttura delicata di fili d'oro. Hanno poi dissolto il chip nell'acido, lasciando che il foglio di grafene rimanesse sospeso liberamente sulla struttura. La membrana di grafene aveva un'area di circa un micrometro quadrato e conteneva all'incirca 30 milioni di atomi di carbonio. Nonostante lo spessore estremamente ridotto, la membrana si è dimostrata molto stabile. La chiave di questa resistenza risiede nel fatto che gli strati non sono perfettamente piatti, ma leggermente corrugati, proprietà questa che rende il materiale stabile, analogamente al cartone ondulato. «Non esistono cristalli atomici bidimensionali perfetti, se non di dimensioni limitate o con molti difetti nei cristalli», scrivono i ricercatori. «I corrugamenti microscopici del grafene bidimensionale osservati nella terza dimensione forniscono un'altra possibilità, inaspettata, di riconciliare l'elevata qualità del grafene con la sua stabilità termodinamica». «Le membrane bidimensionali sono completamente diverse dai cristalli tridimensionali convenzionali», ha commentato il dottor Jannik Meyer dell'Istituto Max Planck per la ricerca sullo stato solido. «Abbiamo appena iniziato a scoprire le loro proprietà fondamentali e a studiarne le possibili applicazioni». Gli scienziati ritengono che questi nuovi materiali potrebbero essere usati come setacci per filtrare gas leggeri, o creare interruttori elettromeccanici in miniatura. Potrebbero, inoltre, essere usati come supporto per molecole individuali studiate con microscopi ad elettroni. Questo aspetto potrebbe essere molto importante per i ricercatori in campo medico, dato che consentirebbe l'analisi rapida delle strutture atomiche di molecole complesse. «Si tratta di un tipo di tecnologia completamente nuova; neppure nanotecnologia è la parola esatta per descrivere queste nuove membrane», ha dichiarato Geim. «Abbiamo dimostrato che è possibile produrre membrane molto sottili dello spessore di appena un atomo. E siamo convinti che questa tecnologia sia adattabile anche ad applicazioni reali. Tuttavia, la vera sfida è rendere tali membrane economiche e prontamente disponibili per applicazioni su ampia scala».
Paesi
Germania, Paesi Bassi, Regno Unito