un giorno, il tuo smartphone potrebbe adattarsi completamente al tuo polso, e quando lo fa, potrebbe essere ricoperto d'oro puro, grazie ai ricercatori della Missouri University of Science and Technology.

Scrivo sul numero del 17 marzo della rivista Scienza , i ricercatori S&T del Missouri affermano di aver sviluppato un modo per "far crescere" sottili strati d'oro su wafer a cristallo singolo di silicio, rimuovere le lamine d'oro, e usarli come substrati su cui far crescere altri materiali elettronici.

La scoperta del team di ricerca potrebbe rivoluzionare la ricerca tecnologica indossabile o "flessibile", migliorando notevolmente la versatilità di tale elettronica in futuro.

Secondo il ricercatore capo Dr. Jay A. Switzer, la maggior parte della ricerca sulla tecnologia indossabile è stata effettuata utilizzando substrati polimerici, o substrati costituiti da più cristalli. "E poi ci hanno messo un semiconduttore tipicamente organico che finisce per essere flessibile, ma perdi l'ordine che ha (silicio), "dice Svizzero, Donald L. Castleman/FCR Endowed Professor of Discovery in Chemistry presso S&T.

Poiché i substrati polimerici sono costituiti da più cristalli, hanno i cosiddetti bordi di grano, dice lo svizzero. Questi bordi di grano possono limitare notevolmente le prestazioni di un dispositivo elettronico.

"Supponiamo che tu stia realizzando una cella solare o un LED, " dice. "In un semiconduttore, hai elettroni e hai buchi, che sono l'opposto degli elettroni. Possono combinarsi ai bordi del grano ed emanare calore. E poi finisci per perdere la luce che esci da un LED, o la corrente o la tensione che potresti ottenere da una cella solare."

La maggior parte dei dispositivi elettronici sul mercato sono realizzati in silicio perché è "relativamente economico, ma anche molto ordinato, "Dice lo svizzero.

"Il 99,99 percento dell'elettronica è fatto di silicio, e c'è un motivo:funziona alla grande, " dice. "È un cristallo singolo, e gli atomi sono perfettamente allineati. Ma, quando hai un solo cristallo come quello, tipicamente, non è flessibile".

Iniziando con silicio monocristallino e crescendo su di esso lamine d'oro, Switzer è in grado di mantenere l'alto ordine di silicio sulla lamina. Ma poiché la lamina è d'oro, è anche molto resistente e flessibile.

"L'abbiamo piegato 4, 000 volte, e in fondo la resistenza non è cambiata, " lui dice.

Anche le lamine d'oro sono essenzialmente trasparenti perché sono così sottili. Secondo la Svizzera, la sua squadra ha sbucciato lamine sottili come sette nanometri.

Switzer afferma che la sfida che il suo team di ricerca ha dovuto affrontare non era nella coltivazione dell'oro sul silicio a cristallo singolo, ma facendolo staccare come un sottile strato di pellicola. L'oro in genere si lega molto bene al silicio.

"Così abbiamo escogitato questo trucco per ossidare fotoelettrochimicamente il silicio, " dice Switzer. "E l'oro scivola via."

L'ossidazione fotoelettrochimica è il processo mediante il quale la luce consente a un materiale semiconduttore, in questo caso silicio, promuovere una reazione di ossidazione catalitica.

Switzer afferma che migliaia di lamine d'oro, o lamine di un numero qualsiasi di altri metalli, possono essere realizzate da un singolo wafer di cristallo di silicio.

La scoperta del team di ricerca può essere considerata un "felice incidente". Switzer dice che stavano cercando un modo economico per produrre cristalli singoli quando hanno scoperto questo processo.

"Penso che questo è qualcosa che molte persone interessate a lavorare con materiali altamente ordinati come i cristalli singoli apprezzerebbero di realizzare molto facilmente, " dice. "Oltre a realizzare dispositivi flessibili, aprirà semplicemente un campo per chiunque voglia lavorare con i singoli cristalli".