Ecco la straintronic: e il grafene diventa un origami nanoscopico

Il grafene, il sacro graal della miniaturizzazione elettronica, si rende protagonista di un nuovo progetto di ricerca dell'Università del Sussex nel Regno Unito che mostra come la modifica strutturale del nanomateriale può consentire la manifestazione di proprietà elettroniche per consentirgli di agire in maniera efficace come transistor.

I ricercatori hanno provato a ripiegare strisce di grafene come fossero origami, scoprendo che in questo modo il materiale riesce a comportarsi come un componente elettronico: "Stiamo creando meccanicamente increspature in uno strato di grafene. E' una sorta di nano-origami".

L'utilizzo di nanomateriali in questo modo prende il nome di straintronics, dall'inglese "strain", termine che assume diversi significati ma abbastanza riconducibili al concetto di "stress", in questo caso meccanico. Nel campo della straintronics è già stato possibile dimostrare che la deformazione strutturale di materiali bidimensionali, proprio com'è il caso del grafene, permette di sbloccare proprietà elettroniche fondamentali. Ad esempio praticare deliberatamente delle pieghe, increspature, buchi e quant'altro può modificare le proprietà droganti di un materiale e trasformarlo in un superconduttore. Attualmente però, manca ancora una piena comprensione di come ciò avvenga e di quale siano le variabili da controllare per poter ottenere effetti desiderati.

Nel materiale bidimensionale le linee bianche mostrano le deformazioni strutturali che modificano le proprietà elettriche

Manoj Tripathi, ricercatore in materiali nanostrutturati presso l'Università del Sussex, che ha coordinato la ricerca, ha affermato: "Abbiamo dimostrato che possiamo creare strutture dal grafene e da altri materiali 2D semplicemente aggiungendo deliberatamente pieghe nella struttura. Con una sorta di corrugazione possiamo creare un componente elettronico intelligente, come un transistor o una porta logica ".

In ogni caso questo permette di manipolare i materiali bidimensionali in strutture che oltre ad assumere una funzione elettronica possono risultare adatti per creare componenti elettronici di dimensioni più compatte rispetto a quanto possibile oggi. In questa particolare fase storica del mondo tecnologico ogni passo avanti verso la miniaturizzazione è particolarmente desiderabile e desiderato, soprattutto a fronte del fatto che i processori e i chip stanno mostrando da qualche tempo la difficoltà a tenere il passo con la legge di Moore.

Difficile dire se la chiave di volta potrà essere effettivamente il grafene, scoperto ormai 15 anni fa e che in questi anni non ha saputo ancora concretizzare molte delle aspettative maturate al momento della sua scoperta. Ma non v'è da dimenticare che il silicio, individuato per la prima volta da Antoine Lavoiser nel 1787, è stato preparato in forma amorfa nei primi decenni del 19esimo secolo, per diventare elemento costituente dei chip per come li conosciamo oggi molto più tardi, attorno alla metà del 20esimo secolo.

"L'uso di questi nanomateriali renderà più piccoli e veloci i nostri chip per computer. È assolutamente fondamentale che ciò accada poiché i produttori di computer hanno raggiunto i limiti di ciò che possono fare con la tecnologia tradizionale dei semiconduttori. Alla fine questo renderà i nostri computer e telefoni migliaia di volte più veloci in futuro" ha dichiarato il professor Alan Dalton del dipartimento di matematica e fisica dell'Università del Sussex.