Chip di computer nel profondo, minuscoli fili in oro e altri metalli conduttivi trasportano l'elettricità utilizzata per elaborare i dati.

Ma poiché questi circuiti interconnessi si riducono alla nanoscala, gli ingegneri temono che la pressione, come quello causato dall'espansione termica quando la corrente scorre attraverso questi fili, potrebbe far sì che l'oro si comporti più come un liquido che come un solido, rendendo la nanoelettronica inaffidabile. Quella, a sua volta, potrebbe costringere i progettisti di chip a cercare nuovi materiali per realizzare questi cavi critici.

Ma secondo un nuovo documento in Lettere di revisione fisica , i progettisti di chip possono stare tranquilli. "L'oro si comporta ancora come un solido a queste piccole scale, " dice l'ingegnere meccanico di Stanford Wendy Gu, che ha guidato un team che ha scoperto come pressurizzare particelle d'oro di appena 4 nanometri di lunghezza, le particelle più piccole mai misurate, per valutare se i flussi di corrente potrebbero causare il collasso della struttura atomica del metallo.

Per condurre l'esperimento, La squadra di Gu ha dovuto prima escogitare un modo per mettere minuscole particelle d'oro sotto pressione estrema, misurando contemporaneamente quanto quella pressione ha danneggiato la struttura atomica dell'oro.

Per risolvere il primo problema, si sono rivolti al campo della fisica dell'alta pressione per prendere in prestito un dispositivo noto come cella a incudine di diamante. Come il nome suggerisce, sia il martello che l'incudine sono diamanti che vengono utilizzati per comprimere l'oro. Come ha spiegato Gu, una nanoparticella d'oro è costruita come un grattacielo con atomi che formano un reticolo cristallino di righe e colonne ordinate. Sapeva che la pressione dell'incudine avrebbe rimosso alcuni atomi dal cristallo e creato minuscoli difetti nell'oro.

La sfida successiva è stata quella di rilevare questi difetti nell'oro su scala nanometrica. Gli scienziati hanno fatto brillare i raggi X attraverso il diamante sull'oro. Difetti nel cristallo facevano riflettere i raggi X ad angoli diversi rispetto a quelli che avrebbero sull'oro non compresso. Misurando le variazioni negli angoli ai quali i raggi X rimbalzavano sulle particelle prima e dopo l'applicazione della pressione, il team è stato in grado di stabilire se le particelle hanno mantenuto le deformazioni o sono tornate al loro stato originale quando la pressione è stata sollevata.

"I difetti rimangono dopo che la pressione è stata rimossa, che ci ha detto che l'oro si comporta come un solido anche a tali scale, " disse Gu.

In termini pratici, le sue scoperte significano che i produttori di chip possono sapere con certezza che saranno in grado di progettare nanodispositivi stabili utilizzando l'oro, un materiale che conoscono e di cui si fidano da decenni, per gli anni a venire.

"Per il prossimo futuro, la lucentezza dell'oro non svanirà, " dice Gu.