La lampadina più sottile al mondo

Lo chiamano “materiale delle meraviglie”. E il grafene lo è davvero: un foglio di carbonio con la resistenza del diamante, la flessibilità della plastica e lo spessore di un singolo atomo. Ma c’è di più: stando a quanto appena scoperto da un’équipe di scienziati della Columbia University e del Korea Research Institute of Standards and Science (Kriss), coordinati da Young Duck Kim, il materiale si presta anche a funzionare come una minuscola lampadina. Sfruttando le proprietà termiche del grafene, infatti, i ricercatori sono riusciti a creare un sistema di illuminazione miniaturizzato, il più piccolo al mondo. La scoperta è stata pubblicata sulla rivista Nature Nanotechnology.

Gli scienziati sono riusciti a trasformare il sottile strato atomico di grafene in un vero e proprio circuito elettrico. In particolare, hanno attaccato strisce di grafene, invisibili a occhio nudo, a elettrodi metallici cui è stata applicata una corrente elettrica: riscaldandosi per effetto dell’elettricità, il materiale raggiunge la temperatura di 2500 °C, diventa brillante ed emette luce nello spettro visibile a occhio nudo. Un meccanismo analogo a quello che avviene nelle normali lampadine a incandescenza, che fanno uso di filamenti di tungsteno.

“La luce emessa dal grafene, spesso quanto un solo atomo”, commenta Young Duck Kim, “è così intensa da essere visibile a occhio nudo, senza alcun ingrandimento extra”. Gli scienziati, inoltre, hanno notato che lo spettro della luce emessa mostrava picchi in corrispondenza di specifiche lunghezze d’onda, dovuti all’interferenza tra la luce derivante dall’incandescenza del grafene e quella riflessa sul substrato di silicio su cui è applicato il dispositivo. “Un fenomeno possibile solo perché il grafene è trasparente”, spiega ancora Kim, “a differenza di qualsiasi filamento convenzionale, e ci permette di ottimizzare lo spettro di emissione modificando la distanza dal substrato”. La scoperta, secondo gli scienziati, apre le porte a nuove applicazioni nel mondo dell’illuminazione, permettendo la creazione di lampadine miniaturizzate che potrebbero sostituire l’attuale tecnologia a led.

Riferimenti: Nature Nanotechnology doi:10.1038/nnano.2015.118
Credits immagine: Young Duck Kim/Columbia Engineering