Rivoluzionari nano-strati incrementeranno la potenza delle batterie
Alcuni scienziati finanziati dalla UE hanno inventato un nuovo modo di creare nano-strati dello spessore di un atomo che saranno potenzialmente in grado di dare vita alla prossima generazione di tecnologie elettroniche e di stoccaggio energetico necessarie, per esempio, per alimentare le automobili elettriche. La ricerca è stata finanziata in parte dal progetto PEPINEN ("Processing and electron probing inorganic nanostructures for emerging nanotechnologies"), che si è assicurato una borsa Marie Curie di 168.256 euro nell'ambito del Settimo programma quadro dell'UE (7° PQ). La ricerca è stata pubblicata di recente sulla rivista Science. Ricercatori del Centre for Research on Adaptive Nanostructures and Nano-devices (CRANN) del Trinity College Dublin, in Irlanda, e dell'Università di Oxford, Regno Unito, hanno scoperto come separare materiali stratificati per produrre nano-strati sottili come un atomo. Utilizzando questi strati, hanno creato una linea di innovativi nano-materiali bidimensionali dotati di proprietà chimiche ed elettroniche che potrebbero consentire lo sviluppo di nuove tecnologie elettroniche e di stoccaggio energetico. Per decine di anni, i ricercatori hanno cercato di creare nano-strati da materiali stratificati per rendere disponibili le loro insolite proprietà elettroniche e termoelettriche. Tuttavia, i metodi precedenti comportavano un enorme dispendio di tempo e avevano rese laboriose o molto scarse e, quindi, erano inadatti alla maggior parte delle applicazioni. In questo ultimo studio, gli scienziati hanno sviluppato nano-strati da una varietà di materiali, usando solventi comuni e ultrasuoni e impiegando dispositivi simili a quelli usati per pulire i gioielli. Secondo loro, il nuovo metodo è "semplice, veloce, poco costoso e potenzialmente scalabile per adattarsi alla lavorazione in scala industriale". "Il nostro nuovo metodo offre costi ridotti, una resa molto alta e capacità di trattamento molto estese: in un paio d'ore e con solo un milligrammo (mg) di materiale, miliardi e miliardi di nano-strati dello spessore di un atomo possono essere prodotti contemporaneamente da un'ampia varietà di materiali stratificati esotici", ha spiegato la dott.sa Valeria Nicolosi, Research Fellow della Royal Academy of Engineering nel dipartimento di scienze dei materiali dell'Università di Oxford. La dott.sa Nicolosi ha dichiarato che i nuovi materiali sono adatti anche all'uso nella nuova generazione di batterie, note come "supercapacitor", che possono fornire energia con una velocità superiore migliaia di volte a quella delle batterie comuni, rendendo possibili nuove applicazioni come quella delle auto elettriche. Molti di questi nuovi materiali stratificati atomici sono molto resistenti e possono essere aggiunti alle plastiche per produrre compositi ultraresistenti, ha spiegato la dott.sa Nicolosi, e saranno utili in diversi settori, da quello della semplice plastica strutturale all'aeronautica. Il suo collega, prof. Jonathan Coleman, ricercatore principale presso il CRANN e la School of Physics del Trinity College Dublin, ha detto: "Delle molte possibili applicazioni di questi nuovi nano-strati, forse le più importanti sono quelle in cui sono usati come materiali termoelettrici"; aggiungendo che "quando integrati nei dispositivi, questi materiali possono generare elettricità a partire da calore residuo". Il professor Coleman ha fornito l'esempio di come nelle centrali elettriche alimentate a gas circa il 50% dell'energia generata si disperda sotto forma di calore residuo, mentre nelle centrali a carbone o petrolio il valore sale a 70%. "Invece lo sviluppo di dispositivi termoelettrici efficienti consentirebbe di riciclare parte di questo calore residuo in modo facile ed economico. Una possibilità che finora ci è stata preclusa", ha spiegato. Secondo gli scienziati, la loro ricerca è paragonabile al lavoro relativo al graphene, materiale bidimensionale che ha vinto il premio Nobel nel 2010. E spiegano che il graphene ha suscitato notevole interesse perché, quando separato in singoli fiocchi, dispone di straordinarie proprietà elettroniche e meccaniche che sono molto diverse da quelle del suo cristallo di origine, la grafite. Tuttavia, la grafite è solo uno delle centinaia di materiali stratificati e alcuni di essi potrebbero dare vita a nuove portentose tecnologie.Per maggiori informazioni, visitare: Azioni Marie Curie nel 7º PQ: http://cordis.europa.eu/fp7/mariecurieactions/home_en.html Science: http://www.sciencemag.org/ Trinity College Dublin: http://www.tcd.ie/
Paesi
Irlanda, Regno Unito