I ricercatori dell’Università di Tel Aviv hanno compiuto un progresso significativo nella scienza dei materiali, sviluppando un metodo innovativo per trasformare la grafite in materiali con capacità di memoria elettronica. Questa scoperta, basata sulla manipolazione degli strati atomici, ha il potenziale di rivoluzionare il calcolo e i dispositivi elettronici, superando materiali tradizionalmente considerati preziosi come diamanti e oro.
Trasformazioni e Alchimia dei Materiali
La trasformazione degli elementi ha affascinato l’umanità per secoli. Gli alchimisti cercavano di convertire il rame in oro, ignorando che tale metamorfosi richiedesse reazioni nucleari complesse. È interessante notare che sia la grafite, comunemente usata nelle punte delle matite, sia il diamante condividono la stessa base chimica: gli atomi di carbonio. La differenza cruciale risiede nella disposizione di questi atomi.
- Per trasformare la grafite in diamante, sono necessarie condizioni estreme di calore e pressione.
- Il professor Moshe Ben Shalom propone un approccio alternativo, sfruttando la debolezza dei legami di van der Waals.
- Questi legami consentono agli strati di scivolare l’uno sull’altro, aprendo nuove possibilità di manipolazione.
Materiali Polimorfici e Innovazione Tecnologica
Sebbene il processo non porti alla creazione di diamanti, il potenziale tecnologico dei materiali ottenuti potrebbe rivelarsi significativo. Se la riconfigurazione degli strati atomici avviene in modo rapido ed efficiente, si potrebbero sviluppare unità di memoria elettronica di dimensioni ridotte ma ad alte prestazioni.
- I materiali polimorfici, frutto di ingegneria avanzata, potrebbero superare in valore sia i diamanti che l’oro.
- Maayan Vizner Stern, dottoranda coinvolta nella ricerca, paragona gli strati a mattoncini LEGO.
- Negli materiali stratificati, gli strati tendono a posizionarsi in configurazioni specifiche.
Slidetronics: Un Nuovo Paradigma nella Scienza dei Materiali
Simon Salleh Atri, un altro dottorando del team, descrive le metodologie innovative in fase di sviluppo. Stanno esplorando nuovi modi per spostare gli strati in diverse configurazioni e analizzare i materiali risultanti.
- Utilizzando un campo elettrico o una pressione meccanica, possono modificare gli strati in varie configurazioni stabili.
- Questi strati mantengono la loro configurazione anche dopo la rimozione della forza esterna.
- Il numero di strati influisce sulle proprietà del materiale, aumentando le configurazioni possibili.
La sfida principale per i ricercatori è mantenere la stabilità del materiale, garantendo transizioni strutturali controllate. Il loro recente articolo di prospettiva riassume gli studi in corso e propone nuovi metodi per perfezionare il meccanismo di commutazione noto come “Slidetronics”. Questa innovazione potrebbe aprire la strada a applicazioni rivoluzionarie in elettronica e calcolo.
Con il proseguimento della ricerca, i materiali scorrevoli potrebbero trasformare radicalmente la tecnologia, offrendo memorie di archiviazione più veloci ed efficienti. La capacità di manipolare gli strati atomici con precisione sta aprendo le porte a una nuova era nella scienza dei materiali, in cui le scoperte più preziose potrebbero derivare dall’esplorazione del potenziale inespresso degli elementi quotidiani.
Riferimento
“Sliding van der Waals polytypes” di Maayan Vizner Stern, Simon Salleh Atri e Moshe Ben Shalom, pubblicato il 21 novembre 2024 su Nature Reviews Physics. DOI: 10.1038/s42254-024-00781-6.
