La lampadina più piccola al mondo, in grafene

Un team di ricerca internazionale ha inventato un chip a base di grafene che, oltre a generare luce, apre la strada a display trasparenti e computer superveloci.

Un gruppo di ricerca dela Columbia University ha progettato e realizzato la prima lampadina a base di grafene. La luce viene generata da un filamento del "materiale delle meraviglie": si tratta del bulbo più piccolo del mondo.

Lo studio, pubblicato su Nature Nanotechnology, apre la strada alla realizzazione di computer superveloci e dispositivi per le comunicazioni ottiche.

Da anni la scienza lavora alla produzione di fonti di luce dalle dimensioni infinitesimali, da implementare nei chip di silicio per assemblare supercomputer che processino la luce invece che l'elettricità. Ora, grazie alle proprietà di leggerezza e flessibilità del grafene, il gruppo guidato da Young Duck Kim ha fatto un importante passo in avanti in questa direzione.

DISPLAY FLESSIBILI E PC OTTICI. «Questa nuova fonte di luce può aprire la strada a display flessibili e trasparenti e macchine per le comunicazioni ottiche basate su chip al grafene», spiega James Hone, uno dei leader della ricerca alla Columbia.

Il suo team, in collaborazione con due gruppi accademici coreani (Seoul National University e Korea Research Institute of Standards and Science), ha sviluppato la tecnologia attaccando filamenti di grafene a elettrodi metallici, il tutto sospeso all'interno di un chip di silicio. Gli elettrodi hanno riscaldato il foglio monoatomico di grafene fino a 2500 gradi Celsius, temperatura sufficiente per generare luce visibile a occhio nudo, nonostante le dimensioni infinitesimali dell'oggetto. Il video qui sotto mostra il processo messo a punto dagli scienziati.

ENERGIA REGOLABILE. Finora non era stato possibile arrivare a risultati del genere a causa dei materiali impiegati, che non reggevano questa temperatura, finendo per danneggiare il chip. Il grafene invece ha la capacità di resistere e condurre energia, mantenendo l'elevatissimo calore solo nella parte centrale del foglio, senza arrivare a fondere gli elettrodi metallici. «Queste proprietà uniche ci permettono di riscaldare la striscia di grafene a una temperatura che è circa la metà di quella della superficie del Sole, migliorando l'efficienza di 1000 volte rispetto a una striscia che fosse solo appoggiata invece che sospesa», ha specificato il ricercatore Myung-Ho Bae.

Inoltre la lunghezza d'onda della luce varia a seconda della posizione in cui è sospeso il foglio di grafene, permettendo quindi di poter eventualmente regolarne l'intensità; questo grazie alla trasparenza del materiale che è valso il premio Nobel 2010 a Andre Geim e Konstantin Novoselov.

I PROSSIMI PASSI. Ora il team è al lavoro per perfezionare questo sistema e renderlo disponibile per la creazione di dispositivi di comunicazione, ma non solo: «Abbiamo appena incominciato a sognare gli altri possibili impieghi di queste strutture», spiega Hone, «ad esempio la realizzazione di micro piani a induzione che possano essere riscaldati a migliaia di gradi in frazioni di secondo, per studiare le reazioni chimiche ad alta temperature».

Poco tempo fa era stata realizzata la prima lampadina led in grafene, più potente e durevole di quelle attuialmente in commercio.

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