Un nuovo stato della materia: il "liquido di elettroni"

Da Fanpage.it

Creato il “liquido di elettroni”, un nuovo stato della materia: ecco a cosa potrebbe servire

Bombardando un sottilissimo strato di un materiale superconduttore con impulsi laser ad alta velocità, i ricercatori dell’Università della California di Riverside hanno ottenuto a temperatura ambiente un incredibile fluido di elettroni. 

Il materiale potrebbe permettere applicazioni rivoluzionarie, dalla lotta al cancro alla comunicazione nello spazio.

di Andrea Centini, 6 feb 2019

Ottenuto in laboratorio un nuovo, incredibile stato della materia, un fluido di elettroni che potrebbe avere una moltitudine di applicazioni futuristiche; dalla lotta al cancro, alle comunicazioni nello spazio, passando per le componenti degli attesi computer quantistici fino al rilevamento di armi nascoste. 

A crearlo è stato un team di ricerca americano composto da scienziati del Dipartimento di Fisica e Astronomia e del Laboratorio di Materiali Quantistici Optoelettronica presso l'Università della California di Riverside. Gli scienziati, coordinati dal professor Nathaniel Gabor, direttore del laboratorio, avevano già ottenuto in precedenza liquidi di elettroni, ma sempre a temperature estremamente basse; in questo caso invece il fluido è stato creato a temperatura ambiente, il dettaglio fondamentale che lo rende eleggibile per moltissime applicazioni pratiche.

La scoperta. Ma come sono riusciti Gabor e colleghi a ottenere un materiale così stupefacente? Durante i loro esperimenti hanno utilizzato un “sandwich” di sottilissimi strati, composto dal semiconduttore ditelluride di molibdeno (molybdenum ditelluride) alternato a grafene. Lo spessore complessivo era poco più di quello di una molecola di DNA. Bombardando questo materiale con impulsi laser velocissimi, hanno notato che gli elettroni eccitati (carichi negativamente) si sono lasciati alle spalle delle cosiddette buche (cariche positivamente) e hanno iniziato a condensarsi in goccioline, non a comportarsi come un gas.

Proprietà incredibili. 

Il fluido di elettroni ottenuto è straordinario poiché opera in maniera super efficiente nella regione del terahertz nello spettro, che è compresa fra microonde e infrarossi. Le proprietà elettroniche del fluido potrebbero permettere di individuare tumori nella pelle e nelle cavità dentali; rilevare armi nascoste sotto i vestiti; verificare difetti nei farmaci; permettere velocissime comunicazioni nello spazio e offrire le basi per i computer quantistici. In aggiunta, esso rappresenta un ottimo modello per studiare fenomeni della fisica fondamentale. Benché si tratti di un materiale estremamente interessante, secondo il professor Iacopo Carusotto dell'Istituto Nazionale di Ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Ino-Cnr) c'è ancora moltissimo lavoro da fare per vederne all'opera i dispositivi tecnologici ipotizzati, considerati “abbastanza futuristici”. 

I dettagli della ricerca sono stati pubblicati sull'autorevole rivista scientifica specializzata Nature photonics.

Le batterie del futuro?

Da ZeusNews

Scoperto per caso come realizzare la batteria virtualmente illimitata

Si può scaricare e ricaricare senza che si rovini o degradi.

30 mag 2016

Alcune grandi scoperte avvengono per caso: per esempio, quella di una batteria che si può ricaricare pressoché all'infinito, senza che si degradi, è dovuta a circostanze fortuite.

La super batteria è nata nei laboratori dell'Università della California a Irvine, dove alcuni ricercatori stavano studiando la possibilità di utilizzare nanofili per costruire batterie con capacità maggiore rispetto a quelle attuali agli ioni di litio.

I nanofili sono promettenti in questo senso, perché a parità di volume offrono una superficie più ampia rispetto alle soluzioni tradizionali: così possono accumulare una maggiore quantità di carica, se usati come elettrodi.

Il problema è che i nanofili sono anche maggiormente sensibili al degradamento che tutti sappiamo essere presente nelle batterie agli ioni di litio, le quali dopo un certo numero di cicli di carica/scarica diventano inutilizzabili.La causa di questo progressivo e inarrestabile degrado sta nei dendriti, depositi di litio che si formano col tempo sugli elettrodi e che impediscono alle celle di accumulare la carica elettrica.

I nanofili, proprio a causa del loro ridottissimo spessore, risentono in maniera particolarmente intensa di tutto ciò ed è per questo che finora non si è trovato un modo di utilizzarli.

I ricercatori di Irvine, guidati da Mya Le Thai, hanno però trovato la soluzione: hanno scoperto che per evitare la formazione dei depositi bisogna utilizzare degli elettrodi composti da nanofili con una parte centrale d'oro circondata da strati di diossido di manganese e da un elettrolita in gel di polimetilmetacrilato.

Il bello è che la decisione di utilizzare il gel non è stata presa dopo profondi studi e osservazioni, ma per caso: «Mya stava trafficando con i materiali e ha ricoperto tutto con uno strato sottilissimo di gel, e poi ha iniziato il ciclo di ricarica»racconta uno dei ricercatori, Reginald Penner. «Ha scoperto che bastava usare quel gel per poter ricaricare la batteria centinaia di migliaia di volte senza che perdesse nemmeno un po' della sua capacità».

Una volta resisi conto dell'importanza della scoperta, i ricercatori hanno condotto test che li hanno impegnati per tre mesi, durante i quali hanno caricato e scaricato una cella di nanofili oltre 200.000 volte, senza che questa subisse alcun danno o vedesse ridursi la propria capacità.

Se teniamo conto del fatto che le migliori batterie agli ioni di litioattuali diventano inutilizzabili «dopo 5.000, 6.000 o al massimo 7.000 cicli», come ricorda ancora Penner, si capisce quale salto di qualità questa nuova tecnologia comporti.

«La nostra ricerca dimostra che gli elettrodi per batterie basati su nanofili possono durare a lungo e che possiamo realizzare questo tipo di batterie» conclude Penner.

L'interconnessione globale degli oggetti: intervento di Ugo Mattei

Da YouTube

Canale byoblu, byoblu.com

Ugo Mattei: perché non ti fanno più togliere la batteria dal telefonino (e molto altro...): l'interconnessione globale degli oggetti

26 nov 2017

Ugo Mattei, giurista e professore di diritto internazionale e comparato all'Università della California di San Francisco e professore di diritto privato all'Università di Torino, spiega le conseguenze dell'interconnessione globale degli oggetti e - molto presto - degli uomini (l'internet delle cose, "the internet of things"), racconta la fine del mondo basato sul diritto amministrato dai giuristi, la fine stessa dei nostri diritti, la nascita della InfoFrontiera, e parla di un master switch globale, un gigantesco interruttore adagiato sui fondali oceanici pronto a scattare per spegnere l'interconnessione di luoghi, persone e oggetti in caso di necessità.

Servizio realizzato per Byoblu in occasione della Conferenza "Costituzione, Comunità, Diritti" che si è svolta a Torino il 19 novembre 2017 nell'Aula Magna della Cavallerizza Reale, da Silvio Marsaglia.