Dal grafene al boro: con i nanomateriali il futuro è già qui


Scritto da Anna Invernizzi


Dal grafene al boro: con i nanomateriali il futuro è già qui

Annunciato da un gruppo di ricercatori dell’Università di Houston un nuovo, straordinario materiale capace di condurre corrente senza alcuna resistenza.

La scienza e le sue frontiere sono spesso affascinanti, specie quando sembrano spingersi ai limiti della conoscenza umana, superare barriere che parevano invalicabili e penetrare nei meandri di quel complesso e misterioso fatto per cui l’universo esiste, esiste la materia, la vita e l’uomo. Un fascino che si trasmette facilmente anche ai profani, esondando abbondantemente dalla cosiddetta “comunità scientifica”. Una di queste frontiere è senza dubbio quella della “nanotecnologia”, la ricerca sui “nanomateriali” che, creati in laboratorio sulla base di “evidenze” sperimentali su scala microscopica, assumono caratteristiche e proprietà sorprendenti capaci di aprire possibilità di utilizzo impensabili. Dopo il lancio del grafene che aveva avuto un notevole risalto anche presso il grande pubblico, un nuovo eccezionale nanomateriale si presenta all’orizzonte promettendo di essere una vera rivoluzione nel campo della tecnica: si tratta della catena unidimensionale di atomi di boro, la cui scoperta “teorica” è stata annunciata in questi giorni sulle pagine della prestigiosa rivista Journal of the American Chemical Society da parte di Boris Yakobson, coordinatore del gruppo di ricercatori della Rice University di Houston, Texas.

I ponti di boro

Per chi, comprensibilmente, si fosse perso le “puntate precedenti”, torniamo per un attimo al grafene: si tratta di “un foglio” monoatomico di carbonio, ovvero avente lo spessore di un solo atomo, che costituisce il materiale più sottile al mondo. Nonostante ciò presenta una resistenza meccanica molto simile a quella del diamante e nel contempo una flessibilità paragonabile a quella della plastica. Inoltre è un eccellente conduttore. Chi lo scoprì – oggi ha molteplici applicazioni tecniche nell’ambito dell’elettronica e nell’ottica quantistica – è arrivato al Nobel. Ebbene, il boro promette di percorrere all’interno della comunità scientifica lo stesso percorso che ha seguito fino a qui il carbonio. La catena monoatomica di boro non assume però la struttura di “un foglio” come il grafene ma piuttosto, secondo l’efficace descrizione data da Yakobson, una molto simile a quella dei tralicci che servono per costruire i ponti. Questi “nastri di boro” possono essere stirati e contratti come una sorta di elastico e, cosa ancora più bizzarra, le proprietà elettriche del materiale cambiano a seconda della posizione in cui si trova.

Il conduttore perfetto

Attenzione però: la catena di atomi di boro ancora non esiste nella realtà, ma è stata simulata al computer grazie ad un sofisticato e dettagliatissimo “rendering” in grado di “predirne” i comportamenti sulla base delle sue proprietà chimiche e fisiche “di base”. Si tratta di una tecnica già consolidata ed utilizzata dallo stesso gruppo di lavoro che ha in passato prima simulato e poi realmente realizzato in laboratorio altri nanomateriali come il “carbyne” – catena monoatomica di carbonio – o i fullereni – “sfere cave” di boro – prevedendone tutte le proprietà. In questo caso la simulazione ha mostrato come la catena di atomi di boro sia un ottimo semiconduttore quando è “tirata”, mentre si trasforma in una sorta di metallo al altissima resistenza alle deformazioni quando è ripiegata in un nastro di due atomi di spessore. Tali caratteristiche sembrano portare a concludere che la catena possa diventare un eccezionale materiale conduttore non magnetico, vale a dire capace di “trasportare la corrente” senza alcuna resistenza. Cosa che, come è facile intuire, lascia presagire applicazioni assai interessanti per il futuro…

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