Febbraio 8, 2023

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Grafene, un materiale estremamente sottile con incredibili proprietà quantistiche

2010, Premio Nobel per la Fisica Accreditato ad Andrey Geim e Konstantin Novoselov, due ricercatori russi, per il loro lavoro sul grafene. Trasparente, ultrasottile e cento volte più resistente dell’acciaio, questo cristallo bidimensionale di carbonio è un ottimo conduttore elettrico e termico e le sue potenziali applicazioni sono numerose.

Componenti elettronici e sensori, lo sviluppo di materiali compositi le cui proprietà potrebbero essere senza precedenti, il miglioramento del comportamento meccanico di alcune plastiche: le potenziali applicazioni del grafene suscitano regolarmente entusiasmi all’interno della comunità scientifica – soprattutto da quando due ricercatori russi la cui ricerca nel 2004 è riuscita a ottenere uno strato così stabile di carbonio monoatomico.

Divenuto una stella tra le stelle del mondo della fisica, il grafene non ha mai smesso di far scorrere inchiostro. E così, a marzo 2018, durante Riunione annuale dell’American Physical Society, Il fisico Pablo Jarillo-Herrero ha fatto scalpore rivelando le incredibili proprietà quantistiche di questo cristallo di carbonio.

Uno dei punti salienti della presentazione del ricercatore del MIT, dice New Scientist Concentrati sul fatto che una matrice di due fogli di grafene può formare un forte isolante, a condizione che siano posti in condizioni specifiche (posizione relativa di uno rispetto all’altro, torsione, rotazione). e che in altre configurazioni sarebbe stato trasformato in un gruppo superconduttore.

Da allora i fisici quantistici hanno trovato nel grafene proprietà uniche, capaci ad esempio di creare vortici magnetici. “La cosa eccitante di questi sistemi è il loro enorme potenziale di sorpresa”., riassume Amir Yaqoubi, dell’Università di Harvard. Ma la cosa più eccitante, aggiunge New Scientist, è che la scienza è ancora agli inizi delle sue scoperte sul grafene.

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Semplice e funky

Una delle proprietà di questo materiale è che gli atomi di carbonio sono disposti in esso in una struttura esagonale che gli elettroni, avendo grande libertà di movimento, possono girare intorno a loro come meglio credono, con una velocità simile possibile. .

La pura purezza del grafene ha più di un’origine, comprese le interazioni potenziate tra gli elettroni, che hanno, per così dire, solo due (non tre) dimensioni di mobilità. Ciò non manca di potenziare il telescopio e le unioni senza precedenti, provocando così fenomeni elettronici che New Scientist descrive come “Vigliacco”. Semplicemente.

Sul versante dell’Università del New Jersey, il team guidato da Eva Andre ha scoperto che, a condizione di rispettare un certo angolo di rotazione (non più di 1,16 gradi) del primo foglio di grafene rispetto a un altro, era possibile assistere all’improvvisa paralisi di elettroni. Stessa nota dell’Università americana di Austin e dell’Università di Tel Aviv in Israele: Gli elettroni si fermano. Il ricercatore con sede in Texas Alan McDonald riassume, Che è stata una sorpresa completa per noi.”

Da qui, il campo di gioco sembra infinito. “Abbiamo appena scalfito la superficie delle centinaia di sistemi che possiamo costruire, con componenti diversi, geometrie diverse e diversi gradi di complessità”.Pablo Jarillo-Herrero conferma. Non abbiamo ancora finito di sentir parlare di grafene e delle sue straordinarie proprietà, che sicuramente porteranno a grandi sviluppi tecnici se permetteremo loro di esprimere tutto il loro potenziale.