(PhysOrg.com) -- Può il grafene -- una forma di carbonio puro recentemente scoperta che un giorno potrebbe sostituire il silicio nei computer, televisori, telefoni cellulari e altri dispositivi elettronici comuni - essere fatti piegare, girare e rotolare?

I fisici della UC San Diego e della Boston University la pensano così. In un articolo pubblicato sulla rivista Revisione fisica B , gli scienziati affermano che la propensione del grafene - un singolo strato di atomi di carbonio disposti in un reticolo a nido d'ape - ad attaccarsi a se stesso e formare "nanoscroll" di carbonio potrebbe essere controllata elettrostaticamente per formare una miriade di nuovi dispositivi.

A differenza dei nanotubi di carbonio, molecole cilindriche di carbonio puro con nuove proprietà che sono diventate il fulcro di gran parte dell'attenzione delle nuove applicazioni nell'elettronica e nello sviluppo dei materiali, i nanoscroll di carbonio mantengono i bordi aperti e non hanno cappucci.

"Di conseguenza, i nanoscroll possono cambiare la loro forma e il loro diametro interno ed esterno, mentre i nanotubi non possono, "ha detto Michael Fogler, professore associato di fisica alla UCSD e primo autore dell'articolo.

Collaborando con Antonio Castro Neto, professore di fisica alla Boston University, e Francisco Guinea dell'Istituto di Scienza dei Materiali di Madrid, gli scienziati hanno proposto la costruzione di un dispositivo in cui le proprietà elettroniche del grafene vengono utilizzate per arrotolare e srotolare il nanoscroll.

“Il dispositivo che immaginiamo è un nanoscroll di grafene che può essere caricato dalla corrente di un elettrodo vicino, ” ha detto Fogler. “Più si carica, tanto più la mutua repulsione elettrostatica degli elettroni all'interno della chiocciola ne provoca lo srotolamento. Così, la tensione sull'elettrodo può controllare il diametro e il numero di bobine nella spirale.

“In questo articolo mostriamo che il controllo elettrostatico dei nanoscroll è molto fattibile. Le tensioni richieste sono nell'intervallo pratico. Poiché il grafene è così leggero, l'avvolgimento e lo srotolamento avverrebbero su una scala temporale di un trilionesimo di secondo. Così, non solo il grado di scorrimento può essere controllato, questi dispositivi nano-elettromeccanici saranno anche ultraveloci”.

Fogler ha affermato che tali nanoscroll potrebbero avere una vasta gamma di applicazioni, come attuatori il cui funzionamento ricorda il battito di ciglia, valvole in dispositivi lab-on-a-chip e persino una forma di carta elettronica. In precedenza, altri scienziati hanno tentato di costruire "macchine" a scorrimento utilizzando sottili pellicole di plastica, ma erano o troppo rigide o troppo fragili per funzionare bene. In contrasto, nanoscroll di grafene, che è meccanicamente più forte di qualsiasi altro materiale conosciuto dall'uomo, sarebbe robusto, ma rimangono ultraleggeri e ultraflessibili. Condurrebbero anche l'elettricità più di mille volte meglio del silicio.

Fogler ha affermato che l'idea di utilizzare le proprietà elettriche del grafene per modificarne la struttura, o vice versa, sono ancora abbastanza nuovi, e quindi i dispositivi proposti potrebbero richiedere del tempo per essere sviluppati. A breve termine, gli scienziati sperano che il grafene, che è un conduttore di elettricità otticamente trasparente, potrebbe essere utilizzato per sostituire gli attuali display a cristalli liquidi che impiegano sottili pellicole di ossido di metallo a base di indio, un metallo raro che sta diventando sempre più costoso e probabilmente scarseggia entro un decennio.