Dal Trinity College una scoperta che promette circuiti stampati a basso costo con materiali 2D
Innovazioni nanotecnologiche e nuovi semiconduttori 2D per l’elettronica stampabile: scoprire punti di forza e debolezza della materia nel minuscolo.
La nanotecnologia è un ramo della scienza e della tecnologia che esiste dal 1959. Il suo intento è quello di controllare e progettare la materia, anche delle grandi cose, partendo dal minuscolo, dal livello atomico e molecolare. Nano si riferisce a nanometro, un’unità di misura che corrisponde a 1 miliardesimo di metro, ovvero un metro diviso un miliardo. Un team di scienziati del Trinity College di Dublino ha applicato delle innovazioni della nanotecnologia alla produzione di elettronica stampabile.
Con una ricerca durata anni, gli scienziati hanno risolto il problema dell’esfoliazione elettrochimica. Questo processo provoca l’esfoliazione di alcuni materiali stratificati. Gli scienziati hanno dovuto prima individuare dove avviene questo distacco graduale e poi scoprire perché avviene. Tutto parte dalla corrente elettrica e dagli ioni presenti tra gli strati di un materiale. Gradualmente si indeboliscono le forze interne e si creano dei fogli bidimensionali sottilissimi, appunto delle nanosfoglie. La scoperta per ora è stata fattasu materiali 2D adatti ai transistor e anche a sensori e circuiti stampati. Per evitare questo processo prima si andava a tentativi, così lo sviluppo di elettronica flessibile che interessa tanti settori produttivi e industriali veniva rallentato, la strada per il basso costo bloccata.
Controllare l’esfoliazione elettrochimica e creare semiconduttori e convertitori digitali e analogici del futuro
I ricercatori analizzando più materiali sfogliabili a livello elettrochimico hanno individuato una variabile comune. La rigidezza del piano deve essere superiore alla rigidezza fuori dal piano. L’esfoliazione non è del tutto negativa, perché indica anche flessibilità e resilienza nella materia ma deve essere regolata su un limite di morbidezza estrema e poi di rigidità.
Ci sono dei materiali che possono diventare delle nanosfoglie stabili, hanno un grado controllabile di resilienza e anche di robustezza e rigidità. Questo equilibrio individuato porterà alla nascita di nuovi semiconduttori 2D. Saranno applicati a prodotti di inchiostro a nanosfoglie, transistor funzionali e circuiti stampati. Una rivoluzione nel settore dei convertitori digitali/analogici e nei sistemi di comunicazione BASK.
“Poiché non è mai esistito il mezzo per prevedere quali materiali si comportano in questo modo e produrre nanosfoglie con le proprietà necessarie per sbloccare varie applicazioni, solo una manciata di materiali 2D sono stati trasformati in reti di transistor 2D stampati. Qui abbiamo dimostrato di poter realizzare decine di nuovi semiconduttori 2D. Abbiamo già realizzato transistor stampati all’avanguardia con oltre 10 nuovi materiali, aprendo per la prima volta nuovi circuiti“. Queste sono alcune affermazioni degli autori principali della ricerca, tra cui Rian Caarey, dottore e coordinatore del progetto.
