I ricercatori hanno recentemente ottenuto un importante risultato nell’accelerazione del movimento degli ioni grazie all’applicazione della nanotecnologia. Questo progresso potrebbe avere un impatto significativo su diverse tecnologie, dalla ricarica delle batterie alla biosensibilizzazione. La scoperta, frutto della collaborazione tra la Washington State University e il Lawrence Berkeley National Laboratory, si basa sulla creazione di un nanocanale rivestito con molecole attrattive per gli ioni, consentendo loro di spostarsi oltre dieci volte più velocemente rispetto al passato.
Questo avanzamento potrebbe rivoluzionare il settore dello stoccaggio dell’energia e contribuire alla rilevazione di inquinanti ambientali o attività neurologiche. I ricercatori hanno superato un record di velocità nella nanoscienza, aprendo la strada a potenziali progressi in settori come la ricarica rapida delle batterie, la biosensibilizzazione, la robotica morbida e il calcolo neuromorfico.
Il metodo innovativo scoperto presso la Washington State University e il Lawrence Berkeley National Laboratory permette di aumentare il movimento degli ioni in conduttori misti ionici ed elettronici organici. Questi materiali unici combinano il segnale ionico utilizzato nei sistemi biologici con il segnale elettronico dei computer moderni.
La ricerca, pubblicata su Advanced Materials il 19 novembre, si basa sull’utilizzo di molecole che guidano e concentrano gli ioni in nanocanali dedicati, creando una sorta di “autostrada ionica” che accelera notevolmente il loro movimento. Secondo Brian Collins, fisico della WSU e autore principale dello studio, il controllo di questi segnali biologici in modo innovativo potrebbe avere un impatto significativo sullo stoccaggio dell’energia e su altre tecnologie.
Questi conduttori misti ionici ed elettronici organici offrono grandi potenzialità, consentendo il movimento simultaneo di ioni ed elettroni, fondamentale per la ricarica delle batterie e lo stoccaggio dell’energia. Inoltre, supportano tecnologie che combinano meccanismi biologici ed elettrici, come il calcolo neuromorfico, che cerca di emulare i processi cerebrali umani.
Per risolvere il problema del rallentamento del movimento degli ioni, i ricercatori hanno creato un canale nanometrico dedicato esclusivamente agli ioni, ispirandosi ai canali ionici presenti nelle cellule viventi. Rivestendo il canale con molecole idrofile, gli ioni sono stati attratti e hanno potuto muoversi rapidamente, stabilendo un nuovo record mondiale per la velocità degli ioni in materiali documentati.
Il team di ricerca ha anche dimostrato la capacità di utilizzare questo sistema per la rilevazione di reazioni chimiche, aprendo nuove prospettive nell’individuazione di inquinanti ambientali o nell’attivazione neurale nel corpo e nel cervello. Il prossimo passo sarà comprendere appieno i meccanismi di controllo del movimento degli ioni per sfruttare appieno questo innovativo sviluppo tecnologico.
Questo studio, pubblicato su Advanced Materials e supportato dalla National Science Foundation, rappresenta un importante passo avanti nella ricerca sulla nanotecnologia e sul trasporto ionico, con potenziali applicazioni rivoluzionarie in diversi settori.
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