(PhysOrg.com) -- L'integrazione dell'elettronica con i materiali apre un mondo di possibilità, la cui superficie viene solo graffiata. Il professor Arokia Nathan è entrato a far parte dell'Università per assumere una nuova cattedra in Ingegneria, dove esplorerà l'applicazione della ricerca che ci permette di intravedere un mondo che rivaleggia con i nostri sogni più sfrenati del futuro.

Le potenziali applicazioni per la nanofotonica e la nanoelettronica sono davvero sorprendenti, suggerendo l'orlo di una rivoluzione nelle interfacce uomo-macchina che potrebbe trasformare la fantascienza in realtà. Dalla carta interattiva all'abbigliamento che genera energia e materiale leggero con capacità di raggi X, intrecciare l'elettronica negli elementi costitutivi dei materiali di uso quotidiano avrà senza dubbio un impatto sul modo in cui vivremo in futuro.

La Divisione Elettrica del Dipartimento di Ingegneria sta guidando la carica per Cambridge, sia in termini di ricerca fondamentale che di applicazione all'interno dell'industria. Mentre la ricerca è ovviamente essenziale, di quasi uguale importanza in campi come la nanoelettronica sta mostrando applicazioni nel mondo reale, dimostrare il potenziale della tecnologia all'industria attraverso la prototipazione, e incoraggiare gli investimenti da tutto il mondo.

Per favorire questo approccio, l'Università ha recentemente reclutato il professor Arokia Nathan dell'University College London (UCL) per una nuova cattedra di sistemi e display fotonici. Nathan, leader mondiale nello sviluppo della tecnologia di visualizzazione, lavorerà tra i tre gruppi primari della Divisione Ingegneria Elettrica (materiali elettronici, fotonica ed energia), fungere da canale e catalizzatore di idee e ricerche.

“Per me questa è una fantastica opportunità per collaborare con ricercatori al top del loro gioco, lavorare su questa idea di sistemi in grado di integrare funzionalità come la comunicazione e l'energia nei materiali per migliorare la vita di tutti i giorni, "ha spiegato. Una delle sue visioni principali per Cambridge è la fondazione di un nuovo Design Center per dimostrare il potenziale di questa tecnologia all'industria attraverso la prototipazione e incoraggiare gli investimenti da tutto il mondo.

Inizialmente, Il professor Nathan e i colleghi della Divisione svilupperanno sistemi elettronici che possono essere stratificati senza soluzione di continuità su un materiale o un substrato, come plastica o poliestere, con transistor e sensori integrati per la trasmissione e la ricezione di informazioni. Mentre all'UCL, Nathan e un team di collaboratori di CENIMAT/FCTUNL, Il Portogallo ha mostrato il primo inverter e altri blocchi di costruzione del circuito su un pezzo di carta, rappresentando il primo passo verso immagini e video animati sulle pagine delle riviste.

Il potere è una questione vitale da affrontare per questi processi. “Se una rivista ha display elettronici come parte integrante di una pagina, poi deve coprire il proprio potere, "dice Nathan. “L'energia solare sarà uno degli obiettivi principali del lavoro. Vedo che sta diventando comune per l'abbigliamento avere componenti elettronici incorporati che generano energia dal sole e persino dal calore corporeo, essenzialmente raddoppiando come una batteria che può caricare il tuo telefono mentre è in tasca.

Questo potrebbe essere abbinato a ciò che è noto come "trasmissione verde", per costruire un'immagine di un individuo che autoalimenta la propria elettronica portatile mentre è in giro. “Questi dispositivi portatili che altrimenti rimarrebbero inattivi potrebbero inviare informazioni a velocità di trasmissione molto basse senza consumare molta energia. Potrebbe essere sempre attivo:è qui che il nostro gruppo di fotonica ha esperienza, "dice Nathan. “È facile vedere come queste tecnologie potrebbero attrarre la grande industria, dai produttori di abbigliamento agli editori, e certamente i militari”.

I nanofili saranno un'area di indagine chiave per Nathan nei prossimi anni. Queste strutture hanno uno straordinario rapporto lunghezza-larghezza, solo pochi nanometri di diametro, e una capacità molto maggiore in termini di velocità. “Disperso uniformemente su vaste aree, i fili potrebbero tradursi in milioni di transistor su un singolo foglio di A4 per esempio, "dice Nathan.

“Anche se non è stato ancora fatto, lavoreremo su questo nel tentativo di eguagliare le velocità di un chip simile al Pentium, ridimensionato in A4. I chip Pentium costano 10 dollari per centimetro quadrato, mentre un nano transistor a film sottile potrebbe costare fino a 10 centesimi per centimetro quadrato, un'alternativa molto più economica.”

Anche industrie come la biomedicina potrebbero trarre enormi vantaggi da questo intreccio della nanoelettronica nei materiali. “Potresti prevedere un momento in cui potrai portare la radiografia al paziente piuttosto che viceversa, "dice Nathan. “I pazienti potrebbero giacere su una superficie tessuta con l'elettronica, in modo che i dati possano essere trasmessi direttamente dal materiale. Non è possibile farlo con i chip simili a Pentium a causa di problemi di resa e di costo".

“Con questi materiali non convenzionali hai una grande libertà. Riteniamo che questo approccio ai circuiti nei substrati porterà alla creazione di sostanze intelligenti, e una volta che inizi a pensare alle possibili applicazioni, è difficile smettere:guanti da chirurgo con pelle intelligente, pareti di una casa che immagazzinano energia e generano display su larga scala, riviste con video interattivo nelle pagine, dispositivi che dissolvono le tossine nell'acqua, bio-interfacce nei telefoni cellulari con capacità diagnostiche, abbigliamento che genera energia – le possibilità sono infinite!”