La ricetta del millefoglie atomico

I suoi creatori la chiamano scherzosamente “torta“, ma i buongustai non sarebbero d’accordo. Anziché cioccolato o marmellata, i suoi ingredienti principali sono infatti grafene e nitruro di boro: si tratta di una complessa struttura di sottilissimi strati atomici disposti l’uno sull’altro in una sequenza ben precisa. A prepararla sono stati i fisici dell’Università di Manchester, coordinati da Leonid Ponomarenko e dal premio Nobel Andre Geim: i risultati del loro lavoro sono stati pubblicati su Nature Physics. 

Il grafene, ossia uno strato di carbonio dello spessore di un solo atomo, è stato isolato per la prima volta nel 2004, e, secondo i ricercatori, è destinato a rivoluzionare le tecnologie di costruzione degli attuali dispositivi elettronici, soppiantando il silicio. La “torta” messa a punto dagli scienziati britannici usando diversi fogli di questo straordinario materiale è in realtà un trasformatore elettrico di dimensioni microscopiche: gli elettroni che si muovono in uno strato “spingono” quelli dello strato sottostante per mezzo del loro campo elettrico locale. Affinché tutto funzioni, i fogli devono essere isolati elettricamente l’uno dall’altro: per questo scopo è stato utilizzato il nitruro di boro.

Ecco la ricetta. Dapprima sono stati estratti piani atomici individuali di grafite e nitruro; poi, i fogli così ottenuti sono stati assemblati meccanicamente in un cristallo unico: uno strato di grafene e quattro di nitruro, e così via. Geim è particolarmente entusiasta: “Abbiamo lavorato con gli atomi come fanno i bambini con i Lego. Il nostro risultato dimostra che si possono costruire dispositivi complessi con precisione atomica. In natura esistono molti materiali spessi quanto un atomo: combinandoli, sarà possibile creare artificialmente una grande quantità di nuovi composti. Forse, ancora migliori del grafene stesso”.

Riferimenti: Nature Physics doi:10.1038/nphys2441

Credits immagine: Engineering at Cambridge / Flickr