21 ottobre 2010

Grafene da Nobel, illuminazione a Oled e celle solari di nuova generazione. La rivoluzione del nanotech

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Computer piccolissimi e dalle potenze elevatissime, pannelli solari e schermi touchscreen di nuova generazione. Più in generale, il superamento delle attuali tecnologie basate sul silicio, che da qualche tempo paiono prossime ai propri limiti di sviluppo 

Grafene da Nobel, illuminazione a Oled e celle solari di nuova generazione. La rivoluzione del nanotech

La comunità scientifica e l'industria confidano che le proprietà del grafene, ossia di fogli spessi quanto un atomo ottenuti dalla grafite, portino profondi cambiamenti nei settori a più alta innovazione. Le nanotecnologie promettono grosse novità in diversi campi : in Italia è appena nato un istituto ad hoc del Cnr.

Gli studiosi sono subito rimasti colpiti dalle proprietà fisiche del grafene, la cui scoperta all'inizio di questo mese è valsa il Nobel per la fisica ai ricercatori russi Andre Geim e Constantin Novoselov.
"Il dato sorprendente è che al suo interno gli elettroni si muovono come se fossero dei neutrini, ossia particelle senza massa, a una velocità assai elevata e costante, di circa 300 volte inferiore a quella della luce.
 Sul piano pratico, poi, l'eccellente attitudine a condurre elettricità di questo materiale fa ipotizzare un suo impiego nell'informatica. Ma prima che chip di grafene dalle dimensioni nanometriche sostituiscano i processori di silicio, permettendoci di costruire pc piccolissimi e potentissimi, c'è ancora molto lavoro da fare e qualche problema tecnico da risolvere", spiega Marco Polini, ricercatore del Nest di Pisa.
 Più vicino è invece l'impiego del grafene nel mercato della fotonica e dell'optoelettronica. Qui sono già al lavoro numerosi ingegneri elettronici e un grande gruppo come Ibm ha investito molto.

"La trasparenza e la conducibilità rendono il grafene assai adatto a essere impiegato sui monitor di pc e tv o nelle tecnologie touchscreen dei telefonini. In questo ambito si candida a sostituire l'indio, il cui prezzo oggi risulta un po' troppo elevato per le necessità dell'industria", continua Polini.
Inoltre, il grafene è assai sensibile alla luce (dallo spettro del visibile all'infrarosso) e a qualunque agente chimico. Per questo in futuro potrà essere utilizzato nei dispositivi di controllo, nei photo-detectors e come rivelatore di numerosissime sostanze, dallo smog, al Dna fino a proteine specifiche.
 

Altre importanti applicazioni nanotech presto saranno spendibili nel campo dell'illuminazione.
 Il gruppo di ricercatori coordinati da Giuseppe Gigli, professore di Fisica all'Università del Salento e responsabile della divisione di nanotecnologie molecolari dell'Istituto di Nanoscienze, ha realizzato diverse tipologie di Oled (Organic lightening emitting diodes) che di qui a pochi anni si candidano a sostituire le attuali lampadine a fluorescenza.
Gli Oled, ottenuti in laboratorio attraverso raffinate operazioni di ingegneria molecolare, già oggi hanno una durata di 100.000 ore, dieci volte superiore a quella delle lampade a basso consumo, e un'efficienza vicina ai 100 lumen per watt, analoga a quella dei migliori prodotti in commercio.

"Ipotizziamo nel giro di 3-5 anni di raggiungere un'efficienza attorno ai 150 lumen per watt. Inoltre, il fatto di ottenere luce da una superficie, con cui si possono ricoprire muri, edifici o altri oggetti, ci svincolerà per sempre dall'uso della lampadina, aprendo nuove prospettive al design degli spazi pubblici, degli interni domestici e delle automobili", fa notare Gigli.
 E il mondo dell'industria già mostra grande interesse per le potenzialità degli Oled. Sono in corso ricerche supportate da iGuzzini che mirano a portare la tecnologia Oled su oggetti illuminanti dal design innovativo.
Tozzi Renewable Energies ha commissionato all'Nnl di Lecce un progetto, finanziato con circa 1.500.000 euro in cinque anni, che ha l'obiettivo di realizzare superfici nanotech in grado sia di illuminare sia di assorbire la luce solare e di trasformarla in energia elettrica, funzionando come vere e proprie celle fotovoltaiche. La società francese Alstrom Fiamm Safety, invece, ha concluso con il Cnr un accordo da 800.000 euro per sviluppare tecnologie Oled per il settore dell'automotive. In Europa, poi, puntano decisamente sulla tecnologia Oled grandi gruppi come Osram e Philips.

Il Sole 24 Ore, 21/10/2010 

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