Si avvicina la pensione per i vecchi fili di rame: presto l’energia potrà essere trasportata all’interno di cavi contenenti una miscela di nanoparticelle in grado di rispondere alle variazioni di temperatura. Sopra una certa soglia, il conduttore si liquefa e smette di funzionare fino a quando non si raffredda di nuovo. Il primo prototipo sperimentale di questa tecnologia è stato realizzato dall’équipe di Gang Chen, nanotecnologo del Massachussets Institute of Technology (Mit), e presentato in uno studio pubblicato su Nature Communications.
Nello specifico, il gruppo di Chen ha testato le performance di un fluido contenente idrocarburi (esadecano) e particelle di grafite. Queste ultime, al di sotto dei 18°C, entrano in contatto tra loro a causa della formazione di alcuni cristalli; in questo modo chiudono il circuito e garantiscono una buona conduttività elettrica. Quando, invece, la temperatura sale sopra i 18°C – quando per esempio il circuito si surriscalda – i cristalli si sciolgono e le particelle si allontanano l’una dall’altra: in queste condizioni la conduttività cala di ben 100 volte, il flusso di elettroni rallenta e il nanoconduttore agisce come un vero e proprio fusibile, in grado di ripristinarsi solo durante una successiva fase di raffreddamento.
“Siamo di fronte a un risultato eccezionale”, ha commentato Joseph Heremans, ingegnere aerospaziale della Ohio State University che non ha preso parte alla ricerca, “gli scambiatori di calore non sono una novità, ma sono tutti realizzati con componenti separate, ciascuna di materiali differenti. Qui invece abbiamo a che fare con un sistema senza parti mobili macroscopiche”.
Questa nuova tecnologia potrebbe anche essere impiegata per la realizzazione di sensori di calore, collettori di energia per gli impianti a pannelli solari e accumulatori termici. Ora, poi, impiegando diverse sospensioni di nanoparticelle, i ricercatori del Mit pensano di realizzare altri sistemi ottimizzati per intervalli di temperature molto variabili e adattabili ad ogni situazione.
Riferimenti: Nature Communications doi:10.1038/ncomms1288
Credits immagine: Jonathan Tong
La prima cosa che mi viene in mente dalla lettura di questo articolo è la possibilità che hanno tutti gli studiosi, giovani e meno giovani, di pensare alla scienza anche in modo empirico e con spirito dilettevole. Il fare con creatività, esadecano (C16H34) un liquido isolante, parente del gasolio, e la grafite parente stretta delle mine delle matite messi insieme nelle giuste proporzioni e nelle giuste condizioni termiche sotto i 18 gradi forniscono conduttività elettrica grazie alla possibilità che all’interno del sistema eterogeneo si creino nanocristalli aggregati di grafite conduttrice. Se la temperatura sale sopra i 18 gradi la conduttività diminuisce di un fattore 100. Il lettore osservi come 9 volte su 10 è l’esperimento, il saper fare, che decide della bontà di una idea. Sono rari i casi in cui la teoria nasce prima dell’esperimento reale (relatività di Einstein) anche se A.E. sperimentava con la mente. Certo è poi risaputo che una volta teorizzato su alcune questioni sperimentali le teorie innestate a posteriori possono portare ad altri grandi esperimenti importanti. Voglio qui affermare una questione che mi è a cuore e cioè l’errore di principio commesso da molti docenti universitari nel considerare le TEORIE come il fuoco sacro della scienza o del pensiero astratto, quando invece quelle teorie molto spesso sono nate grazie alla fortuna e all’ingegno di una mano esperta che ha condotto un esperimento cruciale, fondamentale per aprire le porte alla percezione di una sintesi più generale quale appunto è una TEORIA.