Gli scienziati dell'EPFL hanno sviluppato le prime fibre microstrutturate con un metallo viscoso all'interno, un perfetto esempio di ciò che può ottenere il lavoro di squadra interdisciplinare.

Platino, rame, nichel e fosforo:questi sono i componenti di una lega di metallo amorfo con eccellenti proprietà meccaniche. La lega è anche molto resistente alla corrosione e suscita molto interesse nell'orologeria e nella micromeccanica. Ora tre scienziati del Laboratorio di materiali fotonici e dispositivi in ​​fibra (FIMAP) dell'EPFL - Ph.D. studentessa Inès Richard, il postdoc Wei Yan e il professor Fabien Sorin, gli hanno dato un nuovo scopo:lo stanno usando per realizzare elettrodi per fibre di plastica. La loro carta, che è stato co-autore del professor Jörg Löffler dell'ETH di Zurigo, è stato pubblicato in Nanotecnologia della natura .

Un sottile conduttore elettrico

"Il nostro vetro metallico fa parte di una nuova categoria di metalli a struttura amorfa, " dice Richard. "Quando la lega viene riscaldata a una certa temperatura, diventa prima viscoso e poi diventa cristallino e solido." Il vantaggio è che mentre la lega è in uno stato viscoso, può essere allungato in dimensioni nanometriche, forma uniforme che percorre la lunghezza della fibra. Questo è un passo avanti rispetto ai metalli cristallini che vengono normalmente utilizzati:vengono allungati mentre sono allo stato liquido, il che significa che possono rompersi in goccioline se il loro diametro diventa troppo piccolo.

"Grazie a questa lega e al nostro lavoro con il professor Vasiliki Tileli, che ha fornito ulteriori informazioni su come funziona il processo, siamo riusciti a creare un sottilissimo, fibra elettricamente conduttiva, " dice il professor Sorin. "Ha uno spessore di soli 40 nanometri, circa 50 volte più piccolo di una fibra per elettrodi standard".

Far camminare i topi

Poiché la lega è viscosa, può essere combinato con un altro liquido durante il processo produttivo senza che i due si mescolino. "Abbiamo aggiunto selenio liquido, che può rilevare la luce, " dice Yan. "La lega è altamente conduttiva, e perché grazie all'elevata qualità dell'interfaccia tra i due materiali, ha anche migliorato le prestazioni e la sensibilità della fibra."

"Abbiamo anche lavorato con i professori Stéphanie Lacour e Grégoire Courtine per testare le nostre fibre di vetro metalliche sui ratti, " dice Richard. Lacour ha contribuito a sviluppare un metodo per integrare gli elettrodi in impianti cronici. Quindi il laboratorio di Courtine ha testato le funzionalità degli impianti sui ratti. I suoi ricercatori hanno inviato impulsi elettrici direttamente nel cervello dei ratti, facendoli muovere, e registrato i segnali dai loro neuroni. Le fibre di vetro metalliche sviluppate all'EPFL sono progettate per l'uso in dispositivi biomedici ed elettronici.