Gli scienziati dell’Università di Chicago hanno scoperto un modo di creare un materiale utilizzando la plastica, ma che si comporta come un metallo, conducendo elettricità. La ricerca mostra come realizzare un tipo di materiale in cui i frammenti molecolari sono confusi e disordinati, ma possono comunque condurre l’elettricità molto bene. Ovviamente questo è tutto quello che va contro a quello che noi sappiamo sulla conduttività.
Tuttavia la scoperta può rivelarsi davvero e straordinariamente utile. Spesso, sulla strada per inventare qualcosa di rivoluzionario, il processo inizia prima con la scoperta di un materiale completamente nuovo. La straordinaria scoperta può aprire la progettazione di una classe completamente nuova di materiali che conducono elettricità, sono facili da modellare e sono molto robusti nelle condizioni quotidiane. In pratica suggerisce una nuova possibilità per un gruppo tecnologico di materiali.
Scienza, un nuovo materiale di plastica che si comporta come metallo
Se stiamo cercando di realizzare un dispositivo elettronico, come un iPhone o un televisore, i materiali conduttivi sono essenziali. I metalli, come rame, oro e alluminio, sono di gran lunga il gruppo di conduttori più antico e più numeroso. Quindi, circa 50 anni fa, gli scienziati sono stati in grado di creare conduttori realizzati con materiali organici, utilizzando un trattamento chimico noto come “doping”, che spruzza diversi atomi o “impurità” in tutto il materiale. Il fatto che questi materiali sono più flessibili rispetto ai materiali più convenzionali, sono davvero attraenti. Tuttavia ciò li rende meno stabili e possono perdere la loro conduttività se esposti ad umidità o se fa troppo caldo.
Fondamentalmente entrambi i materiali hanno una cosa in comune; hanno file di molecole e atomi diritte e ravvicinate. Questo significa che gli elettroni possono fluire facilmente attraverso il materiale, proprio come le auto su un’autostrada. In effetti, gli scienziati pensavano che un materiale dovesse avere queste file diritte e ordinate per condurre l’elettricità in modo efficiente. Da qui il team ha iniziato a creare materiali che per molto tempo sono stati ignorati. Il team ha infilato atomi di nichel come perle in un filo di perle molecolari fatte di carbonio e zolfo e ha iniziato a testare.
Un principio di progettazione nuovo per la tecnologia elettronica
Con molto stupore i ricercatori hanno scoperto che il nuovo materiale conduceva facilmente e con forza l’elettricità. Questo è estremamente utile per un dispositivo che deve funzionare nel mondo reale. La cosa più sorprendente per gli scienziati era che la struttura molecolare del materiale era disordinata. Dopo prove, simulazioni e lavoro teorico, pensano che il materiale formi strati, come fogli di carta. Anche se i fogli ruotano lateralmente, gli elettroni possono comunque muoversi orizzontalmente o verticalmente, purché i pezzi si tocchino.
Gli scienziati sono entusiasti perché la scoperta suggerisce un principio di progettazione fondamentalmente nuovo per la tecnologia elettronica. I conduttori sono così importanti che praticamente qualsiasi nuovo sviluppo apre nuove linee per la tecnologia. Per quanto riguarda la lavorazione, ossia la fusione dei metalli per creare un microchip, il nuovo materiale non deve seguire nessuna regola e poteva essere creato a temperatura ambiente. Può essere utilizzato anche laddove la necessità di un dispositivo o parti del dispositivo per resistere a calore, acido o alcalinità o umidità ha precedentemente limitato le opzioni degli ingegneri per lo sviluppo di nuove tecnologie.
