“Vi svelerò le meraviglie degli xeni”

Fabio Di Todaro

Un atomo È questo lo spessore degli xeni, fogli bidimensionali ad alte prestazioni

Il più noto tra i materiali bidimensionali è il grafene, che nel 2010 ha fatto vincere il Nobel per la Fisica ad André Geim e a Konstantin Novoselov e s’è conquistato le copertine delle riviste scientifiche per le sue potenzialità: fisiche, meccaniche ed elettriche. Ma la ricerca ha dato il via alla caccia ad altri materiali bidimensionali, candidati a essere la piattaforma per tecnologie futuribili. Tra questi, gli xeni, fogli dello spessore di un solo atomo, diversi dal carbonio.

Inizialmente si pensava agli elementi del quarto gruppo della tavola periodica, come il silicio, il germanio e lo stagno. Ma ora si lavora anche con fosforo, tellurio e antimonio. È emerso però un limite: una non trascurabile instabilità. Come provare, allora, a bypassarla, ampliando la gamma dei materiali per le nanotecnologie? È quello che indagherà Alessandro Molle, ricercatore dell’Imm, l’Istituto per la microelettronica e i microsistemi del Cnr, che da gennaio riceverà un finanziamento di 2 milioni di euro.

Si tratta di un «consolidator grant» - il 44° nella storia del Cnr, come sottolinea con orgoglio il presidente Massimo Inguscio - concesso dallo European Research Council: con questo, nei prossimi tre anni, il ricercatore studierà una nuova classe di materiali con prestazioni più alte. «Alcuni xeni hanno una peculiarità: possono essere portati in un particolare stato quantistico, detto “isolante topologico”, in cui l’interno del cristallo è isolante e, quindi, non conduce elettricità, mentre i bordi fanno scorrere la corrente, incontrando una resistenza minima - dice Molle -. Così si ha un materiale che cambia stato al variare di determinate condizioni, come il campo elettrico o la deformazione applicata: passando da uno stato isolante a uno capace di una conduzione ideale, non dissipativa».

Ecco spiegata l’opportunità di disporre di un materiale simile al grafene, a partire, però, da altri elementi. Il silicio, in questo senso, è il più studiato, trattandosi del filo conduttore presente nei dispositivi di ogni giorno: telecomandi, smartphone, tablet e pc. Gli xeni sono potenzialmente più vantaggiosi del grafene stesso, sebbene, non essendo stabili, richiedano di essere manipolati. «Intanto, però, un altro obiettivo è l’ulteriore aumento della capacità di calcolo e immagazzinamento dei Big Data», prosegue il ricercatore, che porterà avanti il suo progetto al Cnr di Agrate Brianza.

Sono tre le opportunità con gli xeni: miniaturizzazione più spinta, riduzione dei consumi energetici e maggiore flessibilità. «Quest’ultima - prosegue Molle - consentirebbe di realizzare applicazioni rivoluzionarie per i capi d’abbigliamento e la stessa pelle: così monitoreremmo in modo interattivo una serie di parametri della salute». Le tappe del progetto sono definite. Seguirà - è l’auspicio - la fase dimostrativa: da questa dipenderà il futuro degli xeni.


[Numero: 1773]