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Questo articolo è stato pubblicato il 07 maggio 2014 alle ore 06:38.

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aNanolaser per "stampare" cellulari sui capi d'abbigliamento. Risonanze magnetiche in grado di catturare le immagini anche di un singolo elettrone. Concentratori solari luminescenti che rivoluzionano il design degli edifici, trasformando qualsiasi elemento architettonico in un pannello solare. Innovazioni possibili grazie alle ricerche in campo nanotecnologico.
A partire dalla prima mondiale dello "spaser" in carbonio e grafene, un laser su scala nanometrica realizzato dai ricercatori della Monash University di Melbourne, per un nuovo tipo di elettronica eco-friendly, che in futuro potrà stampare un cellulare estrememente sottile sui vestiti. I dispositivi basati sullo spaser possono infatti essere utilizzati come alternativa ai transistor correnti per superare i limiti di miniaturizzazione.
I ricercatori hanno scelto di sviluppare lo spaser utilizzando grafene e nanotubi di carbonio, centinaia di volte più forte dell'acciaio, e migliori conduttori di elettricità rispetto al rame. Oltre a resistere alle alte temperature. La ricerca australiana ha mostrato per la prima volta che grafene e nanotubi di carbonio possono interagire e trasferire energia tra loro attraverso la luce. Queste interazioni ottiche sono molto veloci e a basso consumo energetico, e quindi sono adatti per applicazioni come i chip dei computer. Ma gli scienziati della Monash University sperano di poter impiegare il nano-laser anche in campo medico, per uccidere le cellule tumorali senza danneggiare i tessuti sani.
Ad Harvard invece hanno sviluppato un nuovo sistema di imaging capace di scrutare la struttura atomica delle singole molecole. Si tratta di una risonanza magnetica in grado di produrre immagini su scala nanometrica. Ideata dal team guidato dal professore di fisica Amir Yacoby, il sistema utilizza un magnete di soli 20 nanometri di diametro - circa 300 volte più piccolo di un globulo rosso - ma è in grado di generare un gradiente di campo magnetico 100mila volte maggiore rispetto anche al più potente dei sistemi convenzionali.
«Quello che abbiamo fatto, in sostanza, è stato di miniaturizzare una risonanza magnetica convenzionale – ha detto Yacoby –. Con l'obiettivo di ottenere informazioni dettagliate sulla struttura molecolare. Cosa impossibile con le tecniche oggi a disposizione. In pratica, se pensiamo a una singola molecola, con questa nuova tecnica sarà possibile identificare ogni songolo atomo».
Il sistema è già stato utilizzato per catturare immagini dello spin di un singolo elettrone. Ma il team di Harvard lavora per cercare di vedere i componenti all'interno delle molecole, vale a dire gli spin nucleari dei singoli atomi che la compongono. «Questo non è affatto un compito facile, dal momento che lo spin nucleare genera un segnale che è 1.000 volte inferiore a quella dello spin dell'elettrone... ma è lì che siamo diretti» conclude Yacoby.
La nuova frontiera dell'architettura eco-sostenibile sono invece semplici lastre di plexiglass "drogate" con speciali nanoparticelle fluorescenti. Questa tecnologia permette di catturare e concentrare la luce del sole trasformando le vetrate degli edifici in generatori di energia pulita. A realizzare questi concentratori solari luminescenti basati su nuove nanoparticelle a semiconduttore, è un team di ricerca congiunto dell'Università di Milano-Bicocca e del Los Alamos National Laboratory statunitense.
I concentratori solari luminescenti (Lsc) sono costituiti da una lastra plastica o vetrosa nella quale sono incorporati i cromofori che assorbono parte della luce solare e la ri-emettono all'interno della lastra. La luce è quindi convogliata verso i bordi sfruttando il fenomeno della riflessione totale interna, così come avviene nelle fibre ottiche delle telecomunicazioni. Scegliendo il grado di trasparenza e il colore del dispositivo, è possibile trasformare delle normali finestre in elementi fotovoltaici a tutti gli effetti senza sensibili aumenti di costo.
«Questa tecnologia – dice uno dei coordinatori dello studio Sergio Brovelli – è immediatamente scalabile per l'industria e può essere utilizzata nella green architecture e nella building sustainability. Con questi nanomateriali, non più soltanto i tetti ma tutte le parti di un edificio possono diventare pannelli solari».
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TELECOMUNICARE VIA SPASER
CONCENTRATORI DI SOLE

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