Dagli iPhone sulla Terra ai rover su Marte, la maggior parte dei dispositivi elettronici funziona solo entro un determinato intervallo di temperatura. Mescolando insieme due materiali organici, i ricercatori della Purdue University potrebbero creare dispositivi elettronici che resistono al calore estremo.

Questo nuovo materiale plastico potrebbe condurre in modo affidabile elettricità fino a 220 gradi Celsius (428 F), secondo un articolo pubblicato giovedì sulla rivista Scienza .

"L'elettronica commerciale funziona tra meno 40 e 85 gradi Celsius. Oltre questo intervallo, andranno male, " disse Jianguo Mei, professore di chimica organica alla Purdue University. "Abbiamo creato un materiale che può funzionare ad alte temperature mescolando due polimeri insieme".

Uno di questi è un semiconduttore, che può condurre elettricità, e l'altro è un polimero isolante convenzionale, che è quello che potresti immaginare quando pensi alla plastica normale. Per far funzionare questa tecnologia per l'elettronica, i ricercatori non potevano semplicemente fondere i due insieme:dovevano armeggiare con i rapporti.

"Una delle plastiche trasporta la carica, e l'altro può resistere alle alte temperature, " disse Aristide Gumyusenge, autore principale dell'articolo e ricercatore laureato alla Purdue. "Quando li mescoli insieme, devi trovare il giusto rapporto in modo che si uniscano bene e l'uno non domini l'altro."

I ricercatori hanno scoperto alcune proprietà che sono essenziali per far funzionare questo. I due materiali devono essere compatibili con la miscelazione e dovrebbero essere presenti ciascuno all'incirca nello stesso rapporto. Ciò si traduce in un organizzato, rete compenetrante che consente alla carica elettrica di fluire uniformemente mantenendo la sua forma a temperature estreme.

La cosa più impressionante di questo nuovo materiale non è la sua capacità di condurre elettricità a temperature estreme, ma che le sue prestazioni non sembrano cambiare. Generalmente, le prestazioni dell'elettronica dipendono dalla temperatura:pensa a quanto velocemente funzionerebbe il tuo laptop nel tuo ufficio climatizzato rispetto al deserto dell'Arizona. Le prestazioni di queste nuove miscele polimeriche rimangono stabili in un ampio intervallo di temperature.

L'elettronica per temperature estreme potrebbe essere utile per gli scienziati in Antartide o per i viaggiatori che vagano nel Sahara, ma sono anche fondamentali per il funzionamento di automobili e aerei ovunque. In un veicolo in movimento, lo scarico è così caldo che i sensori non possono essere troppo vicini e il consumo di carburante deve essere monitorato a distanza. Se i sensori potessero essere collegati direttamente allo scarico, gli operatori otterrebbero una lettura più accurata. Ciò è particolarmente importante per gli aerei, che hanno centinaia di migliaia di sensori.

"Molte applicazioni sono limitate dal fatto che queste plastiche si decompongono alle alte temperature, e questo potrebbe essere un modo per cambiarlo, " ha detto Brett Savoie, professore di ingegneria chimica alla Purdue. "Celle solari, tutti i transistor e i sensori devono tollerare grandi variazioni di temperatura in molte applicazioni, quindi affrontare i problemi di stabilità alle alte temperature è davvero fondamentale per l'elettronica a base di polimeri".

I ricercatori condurranno ulteriori esperimenti per capire quali sono i veri limiti di temperatura (alti e bassi) per il loro nuovo materiale. Far funzionare l'elettronica organica al freddo gelido è ancora più difficile che farla funzionare al caldo estremo, ha detto Mei.