Tecnologia e scienza

Computer ai nanotubi di carbonio. Il sogno si avvera…

I ricercatori sono riusciti a costruito dei transistor con nanotubi di carbonio, in grado di funzionare ad una velocità superiore ai loro omologhi di silicio.

Computer ai nanotubi di carbonio. Il sogno si avvera...

Ci sono sempre grandi aspettative sulle prossime generazioni di computer, più potenti, più veloci e più economici.

Tuttavia, con il passare degli anni e con una tecnologia sempre più matura, qualcuno potrebbe dire vecchia, i risultati sono sempre meno vicini alle attese.

Ma questa volta, potrebbe essere quella buona. Non era mai successo prima che gli scienziati riuscissero a costruire transistor con nanotubi di carbonio, che riescono ad essere più veloci dei loro omologhi di silicio.

Sono decenni che i ricercatori stanno cercando di capire come costruire la prossima generazione di computer utilizzando componenti ai nanotubi di carbonio, dal momento che le loro proprietà sono uniche e in grado di dare maggiore velocità e consumare meno energia. Un sogno delle nanotecnologie per gli ultimi 20 anni.

I nanotubi di carbonio, sviluppati nel 1991, sono minuscole cannucce di carbonio dallo spessore di un solo atomo

I nanotubi di carbonio, sviluppati nel 1991, sono minuscole cannucce di carbonio dallo spessore di un solo atomo. Basta immaginare un piccolo tubo cilindrico, circa 50.000 volte più piccolo rispetto alla larghezza di un capello umano e composto da atomi di carbonio disposti in matrici esagonali. Questo è esattamente quello che un filo di nanotubi di carbonio potrebbe apparire se si potesse vedere a livello atomico.

Per le loro dimensioni, i nanotubi di carbonio possono essere condensati a milioni su un wafer e possono funzionare come un transistor di silicio, l’elemento base dell’unità centrale di un computer (la cosiddetta CPU).

I nanotubi di carbonio hanno alcune proprietà che li rendono il sogno proibito di ogni ingegnere elettronico. Sono cento volte più forti dell’acciaio, ma pesano soltanto un sesto. Sono elastici e flessibili come il filo di un tessuto e, mantenendo la loro parete di un solo atomo di spessore, possono raggiungere fino a centinaia di micron di lunghezza. Per immaginare meglio cosa significhi, se un capello umano avesse lo stesso rapporto spessore/lunghezza, sarebbe lungo più di 40 metri.

Ma non abbiamo ancora parlato della parte migliore. Esattamente come il grafene, i nanotubi di carbonio sono uno dei materiali più conduttivi mai scoperti. Inoltre, la particolare disposizione degli atomi di carbonio consente al calore di muoversi facilmente attraverso il nanotubo, con circa 15 volte la conducibilità termica e 1.000 volte la capacità termica attuale del  rame, pur mantenendo una densità che è soltanto la metà di quella dell’alluminio.

Ecco perché i semiconduttori ai nanotubi di carbonio sarebbero una rivoluzione per i computer, vincolati fino ad oggi dalla tecnologia al silicio ormai al tramonto.

Quali sono le brutte notizie? C’è un grosso problema con la produzione commerciale di nanotubi di carbonio, poiché sono incredibilmente difficili da isolare da tutte quelle piccole impurità metalliche che si accumulano nel processo produttivo.

Ma i ricercatori della University of Wisconsin-Madison (Stati Uniti), i cui studi sono stati pubblicati su Science Advances, hanno capito come eliminare tutte queste impurità, controllando le proprietà auto-assemblanti dei nanotubi di carbonio in una soluzione di polimeri.

Dalle prime simulazioni, i nuovi transistor di nanotubi di carbonio sono in grado di raggiungere velocità 5 volte superiori e di consumare 5 volte meno energia dei transistor di silicio.

Adesso non rimane che rendere il processo abbastanza efficiente per la produzione commerciale.

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