Gazzetta di Modena

Un nuovo stato della materia si nasconde nelle pieghe della struttura più intima del mondo governato da atomi e particelle. Previsto mezzo secolo fa, è stato scoperto nei nanotubi di carbonio, cilindri lunghi come il diametro di un capello formati arrotolando il grafene, il materiale delle meraviglie, possibile erede di silicio e plastica.

La scoperta, pubblicata sulla rivista Nature Communications ad opera dell’Istituto nanoscienze del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr Nano) di Modena, apre la strada alla possibile realizzazione di materiali isolanti e conduttori. «Questo nuovo stato della materia - ha spiegato all'Ansa Daniele Varsano, uno degli autori - è uno speciale tipo di isolante». «Lo stesso materiale - ha aggiunto Massimo Rontani, altro autore - ha infatti il vantaggio di essere un isolante o un conduttore, a seconda delle condizioni in cui si trova». Nel nuovo stato della materia, gli elettroni dei nanotubi si comportano in modo insolito. Per Varsano «ognuno di loro, anziché muoversi indipendentemente, si lega a una sorta di buca che lascia dietro di sé formando una nuova particella composita. Per arrivare a queste conclusioni - ha aggiunto - abbiamo usato simulazioni al computer, grazie alle quali è ora possibile predire proprietà della materia ritenute fino a pochi anni fa irrealizzabili e relegate ai soli libri di testo». È una nuova frontiera negli studi sul grafene.

Scoperto nel 2004 e premiato nel 2010 con il Nobel per la Fisica, il grafene è il materiale più versatile e sottile al mondo, perché composto da un foglio di carbonio dello spessore di un solo atomo. Tante le sue proprietà: resistenza meccanica e al calore, flessibilità e conducibilità elettrica. Numerose le possibili applicazioni: nelle celle solari, nei dispositivi elettronici o nei sensori per l'ambiente. Per Rontani «il nostro è uno studio teorico, ma potrebbe avere applicazioni in nanoelettronica».

I nanotubi sono un sistema ideale per la nanoelettronica, potendo funzionare come minuscoli fili conduttori, e lo studio, dimostrando per la prima volta l’esistenza dell’isolante eccitonico nei nanotubi di carbonio, permetterà di comprendere meglio il meccanismo per cui i nanotubi si comportano da metallo o da isolante. “In questa ricerca siamo ripartiti dall’inizio, ignorando l’opinione consolidata secondo cui l’isolante eccitonico non poteva esistere nei nanotubi di carbonio”, spiega sempre Daniele Varsano di Nano-Cnr.