Nafion

Dobbiamo fare i conti con un dato di fatto: la tecnologia è sempre alla ricerca di materiali che sembrano usciti da un fumetto. Stavolta, un gruppo di ricercatori dell’UCLA ha tirato fuori dal cilindro qualcosa di veramente spettacolare. Hanno creato un materiale che brilla in modo stabile, intenso e, cosa fondamentale, è economico e super-resistente. Non è solo un esperimento da laboratorio, è un potenziale cambio di gioco. MoS₂ e Nafion trasformano la luce per l’elettronica Il protagonista della storia è un nome un po' complicato, il disolfuro di molibdeno (MoS₂). Se bazzichi un po' nel mondo della ricerca, sai che questo è uno dei materiali bidimensionali (2D) più chiacchierati, il degno erede, e per certi versi il miglioramento, del celebre grafene. A differenza del grafene, che è un conduttore straordinario ma non "parla" molto con la luce, il MoS₂ ha un bandgap diretto, che, in termini semplici, significa che è predisposto a interagire con i fotoni. Perfetto per farci della luce! Ma c'era un problema grosso, anzi, due: lo strato singolo di MoS₂ è fragilissimo, si rompe con un soffio, e soprattutto, la sua luminosità era da lumino da notte, troppo debole per qualunque applicazione seria. Ed è qui che arriva l'intuizione geniale, quella che fa la differenza tra un esperimento e una rivoluzione: hanno sposato il MoS₂ con il Nafion, un polimero elastico e robusto che di solito troviamo nelle celle a combustibile. Il Nafion non fa solo da "cintura di sicurezza" meccanica per lo strato fragile di MoS₂; agisce come una sorta di medicina molecolare. Gli scienziati hanno capito che i difetti superficiali del MoS₂ sono la causa principale della sua fioca luminosità. Il polimero, avvolgendo il materiale 2D, riesce a "guarire" questi difetti, disattivando i meccanismi che ne spegnevano l'emissione luminosa. L’effetto è clamoroso: l'intensità della luce non aumenta un po', ma di ordini di grandezza! E come bonus, il materiale risultante è così flessibile che puoi persino allungarlo o piegarlo senza che smetta di brillare. Questo ci porta dritti alla fotonica, il settore che vuole sostituire gli elettroni con i fotoni (la luce) per trasmettere le informazioni. Oggi, la fotonica è già ovunque – nelle fibre ottiche, nei laser, persino nei pannelli solari – ma il vero sogno sono i computer fotonici. Pensaci: i fotoni, a differenza degli elettroni, non incontrano resistenza e non scaldano. Ciò significa una velocità pazzesca e un consumo energetico ridotto all'osso. In un'epoca in cui l'Intelligenza Artificiale e il calcolo ad alte prestazioni stanno divorando l'energia del pianeta, questa è una priorità assoluta. Nel prossimo futuro, potremmo vedere questo materiale in display flessibili arrotolabili, laser deformabili o sorgenti luminose integrate direttamente nei chip che usiamo tutti i giorni. Ma la vera ambizione è quella di costruire dispositivi di calcolo interamente basati sulla luce, superando i limiti fisici che oggi frenano l'elettronica tradizionale. Hanno trasformato un materiale interessante ma difettoso in una stella luminosa e flessibile.

Nafion

Materiale 2D luminoso apre a dispositivi fotonici flessibili