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MATERIALI

UN MATERIALE SI AGGIRA PER L'EUROPA

Categoria // Ricerche, Nuove Tecnologie, Progetto Atanor, Scienze

È il grafene: il materiale monoatomico è tra i progetti di ricerca a lungo termine finanziati dalla UE con un progetto pilota della durata prevista di 10 anni del valore di un miliardo di euro di investimenti. E in America si studia il suo “fascino magnetico”.

grafene
Modello molecolare del grafene

L'Unione europea scommette sul grafene, il materiale costituito da uno strato monoatomico di atomi di carbonio ottenuto dalla grafite, per cui si stanno studiando metodi per dei semiconduttori e per la produzione di schermi. A partecipare alla ricerca nel settore del grafene anche il Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr) che coordinerà gli studi italiani e gestirà i rapporti con gli altri centri di ricerca europei: si tratta di 130 gruppi di ricerca in rappresentanza di 80 partner accademici e industriali in 21 Stati membri.

Dopo “Angeli custodi per un pianeta più intelligente” (minuscoli dispositivi, senza batterie, che agiscono come assistenti personali autonomi e che possono rilevare, calcolare e comunicare, anche all'interno del nostro sistema sanguigno) e il progetto “Cervello umano" (il funzionamento del cervello umano, le conoscenze che ne derivano o i concetti che a esso si ispirano applicati alle architetture informatiche, alla neuroscienza e alla medicina), è la volta del grafene.

La Commissione Europea ha infatti lanciato un progetto pilota della durata prevista di 10 anni e dotato di un miliardo di euro di investimenti dedicato al grafene nell'ambito del suo programma di finanziamenti su larga scala a determinate iniziative scientifiche, come lo sviluppo di robot da compagnia, l'informatica nella medicina, l'informatica del futuro e la sua applicazione alla conoscenza del mondo.
Negli Stati Uniti invece un team di ricercatori ha scoperto che in certe condizioni il grafene è in grado di assumere proprietà magnetiche particolari.

Un gruppo di scienziati dell'Università del Maryland coordinato dal professor Michael Fuhrer ha scoperto che piccoli spazi vuoti introdotti nel reticolo cristallino del grafene, altrimenti perfettamente esagonale, agiscono come piccoli magneti in grado di interagire con i portatori di carica, dando luogo a un’ulteriore resistenza elettrica a basse temperature, in virtù di un effetto fisico conosciuto con il nome di effetto Kondo.

Secondo i ricercatori questa scoperta potrebbe portare in futuro all'impiego del grafene nella realizzazione di sensori magnetici e memorie MRAM (Magnetic Random Access Memory).
L'effetto Kondo si riscontra normalmente quando vengono aggiunte piccole quantità di atomi magnetici, come ferro o nickel, a metalli non magnetici, come oro o rame. «Stiamo studiando un sistema che preveda solamente il carbonio, senza aggiungere le tradizionali impurità magnetiche. Il grafene ha una bassa densità elettronica e per questo motivo l'effetto Kondo dovrebbe apparire solamente a temperature estremamente basse», ha dichiarato il professor Fuhrer.

L'esperimento condotto dal team di ricerca dell'Università del Maryland rappresenta il primo tentativo di rendere magnetico un foglio di grafene senza impiegare trattamenti di superficie con altri materiali, strada già tentata in precedenza da altri progetti di ricerca e semplificando potenzialmente il metodo.

Secondo i ricercatori il magnetismo del grafene con le sue proprietà di mobilità elettronica potrebbero portare a interessanti applicazioni nel campo della spintronica (il neologismo deriva dalla contrazione dei termini anglosassoni spin, letteralmente “trottola” riferito alla rotazione delle particelle ed electronics, cioè elettronica fondata sullo spin) dove sono i momenti magnetici degli elettroni - e non la carica - a rappresentare l'unità di informazione.

Andrea Santillana

Pubblicato:

Martedì, 26 Luglio 2011

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