Fisica del futuro by Michio Kaku

autore:Michio Kaku
La lingua: ita
Format: epub, mobi
ISBN: 9788875783136
editore: Codice edizioni
pubblicato: 2011-01-01T05:00:00+00:00

Nanotubi di carbonio

Una delle più grandi promesse della nanotecnologia sono i nanotubi di carbonio. In linea di principio i nanotubi di carbonio sono più robusti dell’acciaio e possono anche condurre elettricità, ragione per cui non è da escludere neppure la futura realizzazione di computer al carbonio. Sebbene siano enormemente resistenti, uno dei problemi che li caratterizza è che devono essere di forma assolutamente pura, e la più lunga fibra di carbonio puro è lunga soltanto pochi centimetri. Tuttavia un giorno avremo anche computer fatti di nanotubi di carbonio e altre strutture molecolari.

I nanotubi di carbonio sono costituiti da singoli atomi di carbonio legati in modo da formare strutture tubiformi. Immaginiamo una rete metallica flessibile a maglie esagonali in cui ogni giuntura è rappresentata da un atomo di carbonio. Sarà sufficiente arrotolarla per ottenere un tubo e avere un esempio della geometria di un nanotubo di carbonio. I nanotubi di carbonio si formano ogni volta che viene rilasciata della comune fuliggine, ma gli scienziati non si erano mai resi conto che gli atomi di carbonio potessero legarsi in quel un modo così inconsueto.

Le proprietà quasi miracolose dei nanotubi di carbonio sono dovute alla loro struttura atomica. Di norma quando analizziamo un pezzo di materia solida, sia questo un sasso o del legno, ciò che osserviamo è un immenso composto di varie strutture sovrapposte.

Creare minuscole fratture in quel composto non è affatto difficile, e quindi si può facilmente spezzarlo. Ne consegue che la forza di un materiale dipende dalle imperfezioni della sua struttura molecolare. Per esempio, la grafite è composta di puro carbonio, ma è estremamente cedevole, perché fatta di strati che possono scivolare l’uno sull’altro. Ogni strato è costituito di atomi di carbonio, ciascuno dei quali è legato ad altri tre atomi di carbonio.

Anche i diamanti sono di puro carbonio, ma nel loro caso si tratta del minerale più resistente disponibile in natura. Infatti gli atomi di carbonio dei diamanti sono disposti in modo da formare una struttura cristallina rigida e compatta, a cui è dovuta per l’appunto la loro tipica resistenza. Allo stesso modo, i nanotubi di carbonio devono le loro sorprendenti proprietà a una struttura atomica regolare.

Il loro utilizzo in ambito industriale è già una realtà. Grazie alla loro conduttività possono essere impiegati per produrre cavi capaci di condurre enormi quantità di energia elettrica. E considerata la loro resistenza, possono essere sfruttati per creare sostanze più dure del Kevlar. Ma con ogni probabilità l’applicazione più importante del carbonio sarà nel settore dei computer. Il carbonio è infatti uno dei vari candidati che potrebbero infine sostituirsi al silicio e dare vita a una nuova rivoluzione informatica. Non è infatti da escludere che il futuro dell’economia mondiale possa dipendere da questa domanda: che cosa sostituirà il silicio?

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