(Phys.org) —Una nuova versione della tecnologia "spaser" oggetto di indagine potrebbe significare che i telefoni cellulari diventano così piccoli, efficiente, e flessibili possono essere stampati sui vestiti.

Un team di ricercatori del Dipartimento di ingegneria dei sistemi elettrici e informatici (ECSE) dell'Università di Monash ha modellato il primo spaser al mondo (amplificazione plasmonica di superficie mediante emissione stimolata di radiazioni) realizzato completamente in carbonio.

Uno spaser è effettivamente un laser o nanolaser su scala nanometrica. Emette un raggio di luce attraverso la vibrazione di elettroni liberi, piuttosto che il processo di emissione di onde elettromagnetiche che consuma lo spazio di un laser tradizionale.

La dottoranda e ricercatrice principale Chanaka Rupasinghe ha affermato che il design dello spaser modellato utilizzando il carbonio offrirebbe molti vantaggi.

"Altri spaser progettati fino ad oggi sono fatti di nanoparticelle d'oro o d'argento e punti quantici di semiconduttori, mentre il nostro dispositivo sarebbe composto da un risonatore di grafene e un elemento di guadagno di nanotubi di carbonio, "ha detto Chanaka.

"L'uso del carbonio significa che il nostro spaser sarebbe più robusto e flessibile, funzionerebbe ad alte temperature, ed essere eco-friendly.

"A causa di queste proprietà, c'è la possibilità che in futuro un telefono cellulare estremamente sottile possa essere stampato sui vestiti".

I dispositivi basati su Spaser possono essere utilizzati come alternativa agli attuali dispositivi basati su transistor come microprocessori, memoria, e display per superare gli attuali limiti di miniaturizzazione e larghezza di banda.

I ricercatori hanno scelto di sviluppare lo spaser utilizzando grafene e nanotubi di carbonio. Sono più di cento volte più resistenti dell'acciaio e possono condurre calore ed elettricità molto meglio del rame. Possono resistere anche alle alte temperature.

La loro ricerca ha mostrato per la prima volta che il grafene e i nanotubi di carbonio possono interagire e trasferire energia l'uno all'altro attraverso la luce. Queste interazioni ottiche sono molto veloci ed efficienti dal punto di vista energetico, e quindi sono adatti per applicazioni come i chip per computer.

"Grafene e nanotubi di carbonio possono essere utilizzati in applicazioni in cui è necessario un forte, leggero, condurre, e materiali termicamente stabili grazie alla loro eccezionale meccanica, proprietà elettriche ed ottiche. Sono stati testati come antenne su nanoscala, conduttori elettrici e guide d'onda, "ha detto Chanaka.

Chanaka ha detto che uno spaser ha generato campi elettrici ad alta intensità concentrati in uno spazio su nanoscala. Questi sono molto più forti di quelli generati dall'illuminazione di nanoparticelle metalliche da parte di un laser in applicazioni come la terapia del cancro.

"Gli scienziati hanno già trovato il modo di guidare le nanoparticelle vicino alle cellule tumorali. Possiamo spostare il grafene e i nanotubi di carbonio seguendo queste tecniche e utilizzare i campi ad alta concentrazione generati attraverso i fenomeni di spasing per distruggere le singole cellule tumorali senza danneggiare le cellule sane nel corpo, " Chanaka ha detto

Il documento è stato pubblicato in ACS Nano .