(PhysOrg.com) -- Uno sguardo più da vicino a un promettente rivestimento di nanotubi che un giorno potrebbe migliorare le celle solari ha rivelato alcune rughe inaspettate, secondo una nuova ricerca* condotta presso il National Institute of Standards and Technology e la North Dakota State University, una ricerca che potrebbe anche aiutare gli scienziati a trovare una soluzione.

Gli scienziati hanno scoperto che i rivestimenti realizzati con nanotubi di carbonio a parete singola (SWCNT) non sono deformabili come sperato, implicando che non sono una risposta facile ai problemi che altri materiali presentano. Sebbene i film fatti di nanotubi possiedano molte proprietà desiderabili, i risultati del team rivelano alcuni problemi che potrebbero dover essere affrontati prima che si realizzi il pieno potenziale di questi rivestimenti.

"L'ironia di questi rivestimenti di nanotubi è che possono cambiare quando si piegano, "dice Erik Hobbie, ora direttore del programma Materiali e nanotecnologie presso NDSU. “Sotto modesti sforzi, questi film possono sviluppare cambiamenti irreversibili nella disposizione dei nanotubi che ne riducono la conduttività. Il nostro lavoro è il primo a suggerirlo, e apre nuovi approcci all'ingegnerizzazione dei film in modo da ridurre al minimo questi effetti".

In cima alla lista dei desideri dell'industria dell'energia solare c'è un economico, flessibile, rivestimento trasparente che può condurre elettricità. Se questa combinazione di proprietà può in qualche modo essere realizzata in un unico materiale, le celle solari potrebbero diventare molto meno costose, e i produttori potrebbero essere in grado di metterli in posti inaspettati, come articoli di abbigliamento. I rivestimenti conduttivi trasparenti possono essere realizzati in ossido di indio-stagno, ma la loro rigidità e l'alto costo li rendono meno pratici per un uso diffuso.

I nanotubi di carbonio sono una possibile soluzione. nanotubi, che assomigliano a microscopici rotoli di filo di pollo, sono poco costosi, facile da produrre, e possono essere formati in massa in rivestimenti conduttivi trasparenti la cui struttura interna simile a una rete li rende non solo resistenti ma anche deformabili, come carta o tessuto. Però, la ricerca del team ha scoperto che alcuni tipi di allungamento causano "rughe" microscopiche nel rivestimento che interrompono la disposizione casuale dei nanotubi, che è ciò che fa condurre l'elettricità al rivestimento.

"Vuoi che i nanotubi rimangano disposti in modo casuale, "dice Hobbie. “Ma quando un rivestimento di nanotubi si raggrinzisce, può perdere la rete connessa che gli conferisce conduttività. Anziché, i nanotubi si aggregano irreversibilmente in formazioni simili a funi”.

Hobbie dice che lo studio suggerisce alcuni modi per affrontare il problema, però. Le pellicole potrebbero essere mantenute abbastanza sottili da evitare in primo luogo la formazione di pieghe, oppure i progettisti potrebbero progettare una seconda rete polimerica compenetrante che sosterrebbe la rete di nanotubi, per evitare che cambi troppo in risposta allo stress. “Questi approcci potrebbero consentirci di realizzare rivestimenti di nanotubi in grado di resistere a grandi sollecitazioni mantenendo le caratteristiche che desideriamo, "dice Hobbie.