Il grafene e i nanotubi di carbonio potrebbero migliorare l'elettronica utilizzata nei computer e nei telefoni cellulari, rivela una nuova ricerca dell'Università di Göteborg, Svezia.

I nanotubi di carbonio e il grafene sono entrambi costituiti da carbonio e hanno proprietà uniche. Il grafene comprende uno strato di atomi di carbonio dello spessore di un atomo, mentre i nanotubi di carbonio possono essere paragonati a un foglio di grafene che è stato arrotolato per formare un tubo.

"Se allunghi un foglio di grafene da un capo all'altro, lo strato sottile può oscillare a una frequenza di base di un miliardo di volte al secondo, " afferma il ricercatore Anders Nordenfelt. "Questa è la stessa gamma di frequenze utilizzata dalle radio, cellulari e computer".

Possibile pesare molecole di DNA

Si spera che le dimensioni e il peso limitati di questi nuovi materiali in carbonio possano ridurre ulteriormente sia le dimensioni che il consumo energetico dei nostri circuiti elettronici.

Oltre alle nuove applicazioni in elettronica, sono in corso ricerche su come utilizzare il grafene per pesare oggetti estremamente piccoli come le molecole di DNA.

Nanofili auto-oscillanti

Le alte frequenze di risonanza meccanica significano che i nanotubi di carbonio e il grafene possono captare segnali radio.

"La domanda è se possono essere utilizzati anche per produrre questo tipo di segnale in modo controllato ed efficace, " dice Anders Nordenfelt. "Questo presuppone che loro stessi non siano guidati da un segnale oscillante che, a sua volta, deve essere prodotto da qualcos'altro."

Nella sua ricerca Anders Nordenfelt ha svolto un'analisi matematica per dimostrare che è possibile collegare il nanofilo con un circuito elettronico abbastanza semplice, e allo stesso tempo applicare un campo magnetico e quindi far oscillare meccanicamente il nanofilo.

"Allo stesso tempo stiamo convertendo una corrente continua in una corrente alternata con la stessa frequenza dell'oscillazione meccanica, " dice Anders Nordenfelt.

Armoniche:un modo per raggiungere frequenze ancora più alte

Oltre al proprio keynote, tutte le corde meccaniche hanno armoniche che, Per esempio, dare a diversi strumenti musicali il loro suono particolare.

"Un risultato inaspettato e molto interessante è che il metodo che ho proposto può essere utilizzato per far oscillare il nanofilo in una delle sue armoniche, " dice Anders Nordenfelt. "È possibile modificare l'armonica alterando la dimensione di uno o più componenti elettronici".

In linea di principio, ci sono un numero infinito di armoniche con alte frequenze illimitate, ma ci sono limitazioni pratiche.

Un sogno di lunga data della ricerca è quello di produrre segnali nella gamma dei terahertz, con trilioni di oscillazioni al secondo.

Quest'area è particolarmente interessante in quanto si trova al confine tra microonde e radiazione infrarossa che, ad oggi, è stato oggetto di relativamente poche ricerche. È un'area che è stata troppo veloce per i circuiti elettronici, ma troppo lento per i circuiti ottici.

"Non possiamo ottenere queste frequenze molto alte con il mio metodo per come stanno le cose, ma potrebbe essere qualcosa per il futuro, " dice Anders Nordenfelt.