Innovazione/ARTICOLO

Normale: scoperto che gli elettroni si comportano come i fluidi

La ricerca – pubblicata su Science - è stata condotta da un pool internazionale di cui faceva parte anche la Scuola Superiore e promette applicazioni in molti campi

/ Redazione
Ven 15 Gennaio, 2016
Elettroni-come-liquidi-viscosi

Anche ricercatori della Scuola Normale di Pisa nel pool internazionale che ha scoperto un nuovo comportamento degli elettroni: il risultato della ricerca dimostra come questi a temperature elevate diventano simili a un fluido molto vischioso. La scoperta, pubblicata sulla rivista Science, apre la via ad applicazioni in molti campi, da nuove tecnologie per rilevare la presenza di esplosivi o di sostanze inquinanti, fino alle comunicazioni wireless e alle diagnosi mediche.

Il grafene, materiale dallo spessore di un atomo destinato a sostituire il silicio, è stato fondamentale per l'esperimento. Nell'Iit il gruppo coordinato da Marco Polini ha osservato il comportamento degli elettroni grazie a speciali transistor ottenuti incapsulando fogli di grafene ultra-pulito tra cristalli di nitruro di boro. Il comportamento degli elettroni è stato osservato a temperature superiori a quella dell'azoto liquido (-197 gradi) ed è emerso che è simile a quello dei liquidi viscosi. Può essere cioè descritto utilizzando le stesse equazioni che descrivono il comportamento dell'acqua in un fiume pieno di ostacoli o quello dell'aria vicino alla vela di una barca o all'ala di un jet. I ricercatori hanno quindi combinato questi transistor con l'uso della radiazione Terahertz (THz), molto simile alle microonde e capace di penetrare attraverso un gran numero di materiali, come stoffa, plastica, carta, legno e ceramica. Il comportamento degli elettroni in questi transistor apre la strada a possibili applicazioni che spaziano dall'ambito biomedico, a esempio con dispositivi miniaturizzati per catturare immagini in modo sicuro e non invasivo, fino alle comunicazioni wireless sicure e al monitoraggio ambientale.

La ricerca è stata coordianta dall'Istituto Italiano di Tecnologia (Iit) in collaborazione con i due fisici dell’università britannica di Manchester Andrei Geim e Konstantin Novoselov, premiati con il Nobel per la scoperta del grafene. Hanno collaborato, inoltre, l’università olandese di Nijmegen e il Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr).

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