Tutti i prezzi sono validi al momento della pubblicazione. Se fai click o acquisti qualcosa, potremmo ricevere un compenso.

Ricercatori scoprono un nuovo materiale "delle meraviglie", l'arseniuro di cadmio, migliore del grafene

04 Giugno 2014 33

La quasi totalità dei lettori avrà sicuramente sentito parlare del grafene, un materiale nominato spesso per le sue numerosissime potenzialità elettroniche. Purtroppo questo potenziale non si è ancora mai espresso veramente, a causa delle problematiche relative alla lavorazione necessaria a formare strutture "tridimensionali". Il grafene, infatti, è costituito da un insieme di atomi di carbonio, contenuti all'interno di uno strato spesso quanto un atomo (quindi identificabile come una struttura bidimensionale). La peculiarità di questa configurazione consiste nel comportamento degli elettroni. Quando vengono confinati all'interno di uno strato del tipo appena descritto, con gli atomi posti a distanze regolari, gli elettroni si comportano come se non possedessero una massa, muovendosi ad elevatissime velocità.

La sfida, per quanto riguarda il grafene, consiste nel realizzare strutture non bidimensionali (ovvero più spesse di un singolo atomo) capaci di conservare le stesse proprietà. Cercando una soluzione a queste problematiche, un gruppo composto da ricercatori della Oxford Univerisity, dello Stanford Linear Accelerator Center, e dello Stanford and Lawrence Berkeley National Laboratory, hanno scoperto un materiale con proprietà simili. Si tratta dell'arseniuro di cadmio, dotato della stessa capacità di condurre elettricità, ma costituito da una resistente forma tridimensionale. La struttura non bidimensionale è un aspetto fondamentale, dato che dovrebbe consentire, con maggiore semplicità, di realizzare componenti come transistor molto veloci, sensori ed elettrodi trasparenti.

Il lavoro del gruppo si è basato su precedenti studi, condotti su un composto di bismuto di sodio: anche questo materiale aveva mostrato caratteristiche simili al grafene, ma con un consistente inconveniente. Se esposto all'aria, il composto diviene polvere. Gli scienziati responsabili di queste ricerche, Zhong Fang e Xi Dai, avevano quindi teorizzato il ricorso proprio all'arseniuro di cadmio, come soluzione alternativa, prevedendone le caratteristiche poi effettivamente riscontrate. La scoperta è, dunque, molto rilevante: se il nuovo materiale si rivelerà più stabile e più semplice da utilizzare, per creare strutture complesse, si compirà, finalmente, quel balzo in avanti che si attende fin dal 2004, data in cui il grafene fu isolato per la prima volta.


33

Commenti

Regolamento Commentando dichiaro di aver letto il regolamento e di essere a conoscenza delle informazioni e norme che regolano le discussioni sul sito. Clicca per info.
Caricamento in corso. Per commentare attendere...
Gios

In pratica il grafene è stato il primo materiale bidimensionale di cui è stata dimostrata l'esistenza;).
In realtà è un monostrato atomico di atomi di carbonio di sposti a cella a nido d'ape con l'oribtale pigreco perpendicolare al piano; questo legame pigreco è quello che unisce i fogli nella grafite e che conferisce al grafene le proprietà elettriche come la conduzione di dirack:P.

La disposizione atomica è la stessa, ma nella grafite ci sono più fogli di grafene e il tipo di stack di questi per esempio AA; quello dalla cui esfoliazione (chimica o meccanica) si ottiene il miglior graphene è il Bernal stacking.

Isolarli è facile, lo si fa da secoli, con una tecnica che si chiama drawing tecnique.....il problema è vederlo....ma soprattutto aver dimostrato l'esistenza fisica e non solo teorica di una struttura bidimesionale a temperatura ambiente (novoselov ha dimostrato che la sussistenza del grafene a temperatura ambiente era possibile per via del fatto che la superficie dello stesso non fosse perfettamente piatta ma presentasse dei ripple nella struttura che forniva una maggiore resistenza al materiale che con l'aumentare della temperatura si disgrega)

glukosio

in teoria il grafene e' la stessa grafite solamente che gli atomi di carbonio sono disposti diversamente: nella grafite sono piu' "fogli" di atomi legati insieme da deboli legami mentre nel grafene sono fogli singoli, quindi molto piu' difficili da isolare ;)
Poi chissa', magari ha frainteso la redazione e si intendeva che nel 2004 hanno scoperto le sue proprieta'

Wreck

Adam Cadmio?

ilMartiniano

Dai niente, sei troppo in alto rispetto a noi ignoranti :)

Svasatore

Eccone un altro!! Ma chi critica la ricerca??! Se non l'hai capito critico queste nuove scoperte date per miracolose che puntualmente si rivelano tutt'altro.
Sarebbe molto meglio lavorare nell'ombra senza illudere le persone.

asd555

Ok, ma tecnicamente sono cose totalmente diverse sulla pratica, è come dire che toccando l'acqua tocchi anche l'idrogeno...
E comunque mi è capitato più di una volta di vedere errori grossolani del genere, un sacco di gente scambia la grafite delle matite per il grafene...

Enrico Scarinci

In realtà il grafene non è altro che un singolo piano di grafite, la quale ha struttura appunto a strati con reticolo esagonale, quindi se vuoi, se tocchi grafite tocchi anche grafene :) perciò dare dell'ignorante è un pochino esagerato forse...

Maurizio Mugelli

heh il GaAs lo conosco (da profano, ovviamente) abbastanza bene, lo usava cray nei per i suoi chip vettoriali e per un certo punto anche ibm ci punto' molto con il suo GaAsFeet e successive evoluzioni.
il problema all'epoca era che per quanti benefici portasse il silicio grazie all'uso di massa permetteva un'evoluzione molto piu' rapida e con un'ammortizzazione dei costi di sviluppo immediata mentre i minuscoli volumi prodotti in GaAs volevano dire che per ammortizzare i costi di sviluppo il prezzo all'utente finale era assurdo.
in altre parole non erano tanto i problemi del GaAs a fermarne lo sviluppo (non che mancassero, ovviamente) quanto il fatto che il silicio permetteva di ottenere risultati migliori -subito-, con costi minori ed in cicli di sviluppo piu' semplici da predirre e da ammortizzare.
ma se si toglie il fattore silicio (perche' e' al capolinea) i giochi cambiano, direi.

Enrico Scarinci

Sicuramente con il silicio siamo arrivati a saturazione, è proprio per questo che si cercano materiali alternativi. Certo, per l'eliminazione degli elementi tossici si parte dal basso, ma si cercherà di arrivare alla completa scomparsa, almeno è quello che mi auguro! Sono d'accordo sul fatto miglior rapporto tra potenziale e costi produttivi, ma per tornare sul GaAs, è un materiale potenzialmente bellissimo (vedi per esempio che è un semiconduttore a Gap diretta e non indiretta come il Si), ma si conosce da molti anni, era molto promettente ma ormai è praticamente stato abbandonato perché non conveniente. Il mondo dell'industria non è facile, puoi avere il materiale più bello e performante che vuoi, ma prima di applicarlo dove si dovrebbe c'è ne passa. Questo vale anche per il grafene o per questo fantomatico arseniuro di cadmio...comunque, felicissimo che per una volta si possono fare discorsi sulla tecnologia e l'innovazione con persone con un po' di criterio e conoscenza

Maurizio Mugelli

dipende da che genere di vantaggi permette, il silicio e' arrivato decisamente alla fine dei possibili sviluppi, a questo punto si vedra' quale fra i nuovi "wonder material" proposti avra' il miglior rapporto fra potenziale e costi produttivi e chi riesce a metterlo sul campo per primo fara' un quantitativo di soldi impressionante.
di fronte a cifre come quelle del mercato dell'elettronica di consumo la tossicita' dei materiali e' una questione decisamente minore, se ci fai caso le leggi sulla tutela e l'eliminazione dei materiali tossici sono andate a toccare soltanto processi produttivi ormai obsoleti (tipo togliere il piombo dalle leghe di saldatura... soltanto le fabbriche a bassissimo costo continuavano ad usarlo visto che alza la resistenza) quelli dove veramente stanno facendo i soldi nessuno si azzarda a toccarli.

asd555

Quella è la grafite... Epic fail.

Enrico Scarinci

Esatto, ci sono eccezioni, ma se un nuovo progetto deve partire, trovo difficile che si utilizzi un materiale tossico (il GaAs lo è molto di meno ed è molto raramente utilizzato, appunto per app particolari come dici tu)...Oltre tutto per usi nell'elettronica di consumo questi materiali non sono poi così abbondanti sulla terra e neanche economici...

Enrico Scarinci

Film sottili conduttivi per schermatura elettromagnetica, sensori di deformazione, guarnizioni conduttive. Di solito usiamo il grafene come filler per materiali compositi. I risultati non sono niente male devo dire, ma ripeto sempre nell'ambito della ricerca! Ci si lavora anche per i display, ho visto un prototipo, flessibile e trasparente.

ilMartiniano

Perche... il grafene non lo tocchiamo con mano grazie alle matite?
ecco la scoperta miracolosa che tocchi con mano muahahahhahaha XD

ilMartiniano

Perche... il grafene non lo tocchiamo con mano grazie alle matite? ecco la scoperta miracolosa che tocchi con mano muahahahhahaha

Elagabalus

Ma che fesserie stai dicendo? Per favore se non sapete le cose state zitti... Ci sono svariate forme tumorali in cui la prognosi negli ultimi anni è radicalmente cambiata per la scoperta di terapie inimmaginabili fino a qualche anno fa, gli anticorpi monoclonali tanto per dirne una... Quindi informati meglio prima di sparare affermazioni infondate e generaliste che screditano il lavoro di tutte le persone impegnate nella ricerca ogni giorno.

Moto Pico

permetti la curiosità; che generi di lavori stai facendo?

Oblivium

Siri ahahahahahhahahaha

Gios

il migliore "teoricamente " è il silicene ma al momento è teroicamente realizzabile

DavyDax

Il display retina uhahahahaha

Svasatore

Un esempio ti prego, portami UNA innovazione presentata come miracolosa o straordinaria .

Svasatore

Bravissimo, veramente un ragionamento intelligente...quante di queste nuove scoperte miracolose hanno contribuito ad una maggiore cura del cancro?
Probabilmente non lo sai ma la base delle cure sono sempre le STESSE solo che continuamente migliorate e poche altre innovazioni!!
E tanta prevenzione.
Pensare che ci sia il miracolo forse non è da ragazzetto ma da credulone.

franky29

mi sembra la puntata di fringe quando uniscono osmio e lutezio e fanno un materiale nuovo lol

Maurizio Mugelli

e di fatti adesso riusciamo a sconfiggere decine di tipologie di cancro che erano mortali cinquant'anni fa, non esiste IL cancro ma centinaia di sindromi diverse.
il solito ragazzetto convinto che se non risolve il -tuo- problema -SUBITO- allora non serve a niente vero?

Maurizio Mugelli

questo e' generalmente prevedibile, l'industria usa i soldi dei militari per sviluppare tecnologie troppo costose e poi le riusa in campo civile fin dall'invenzione dei coltelli di selce nel neolitico in poi.

Maurizio Mugelli

ci sono sempre eccezioni per campi specifici, dopotutto continuiamo ad usare batterie al piombo purche' siano sigillate e lavorate in ambienti speciali (e non ci sono ambienti piu' speciali della sala sterile di un impianto di produzione wafer...)
chip basati su materiali pericolosi vengono gia' comunemente usati, ad esempio l'arseniuro di gallio e' molto usato per i baseband radio ad altissima frequenza, gps ecc, e chip speciali ad altissime frequenze.

Enrico Scarinci

Ma, da quello che mi risulta materiali contenenti piombo, cadmio e mercurio, essendo tossici, sono quasi del tutto banditi dall'unione europea, per cui bella ricerca a livello di laboratorio, ma non penso arriverà mai a livello industriale...Il grafene è molto promettente in molti ambiti, l'ho studiato e anche se in piccolo ci ho lavorato e ci sto lavorando...la ricerca è a buon punto, manca quel passo in più, cosa vi assicuro per niente facile!

Mah

E tutte queste cose concrete che tocchiamo con mano cadono dal cielo eh?

Massimo Disarò

Probabilmente lo useranno per scopi militari stop! Li i soldi non mancano mai.

baldanx

Il titolo della notizia è altisonante, il contenuto un bel po' meno dato che è la solita solfa che si ripete ad ogni "rivoluzionaria" scoperta....

asd555

Esatto, la penso come te, notizie inutili su "scoperte" rivoluzionarie su ipotetici materiali che magari esistono solo in formula chimica e non in forma fisica! Vogliamo cose concrete, cose che possiamo toccare con mano!

Svasatore

E' da tempo che puntualmente ogni 10 giorni arriva una nuova notizia su un materiale rivoluzionario, su delle batterie che si ricaricano in 2 secondi, su una nuova cura miracolosa per sconfiggere il cancro, ecc ecc!
Già sono perplesso con il grafene, vedremo come dici bene fra 15-20 anni se sarà veramente universale o relegato ad alcune applicazioni.
Troppo rumore per nulla!

asd555

Bla bla bla... Vedremo il grafene dei dispositivi comuni tra vent'anni, figuriamoci questo.

Recensione Fujifilm X100VI: la regina delle compatte è tornata | VIDEO

Tra i Mega Schermi, l’IA e i display trasparenti del CES di Las Vegas | VIDEO

Che anno sarà il 2024? Le nostre previsioni sul mondo della tecnologia! | VIDEO

HDblog Awards 2023: i migliori prodotti dell'anno premiati dalla redazione | VIDEO