Alcuni ricercatori dimostrano come dispositivi basati su un materiale derivato dal legno possano funzionare bene quanto i chip di comunicazione all’interno dei vostri smartphone.
di Mike Orcutt
Gli inventori sostengono che i nuovi chip potrebbero aiutare a risolvere il problema mondiale del rapido accumulo di scarti elettronici, alcuni dei quali contengono materiali potenzialmente tossici. I risultato mostrano inoltre che un materiale trasparente, derivato dal legno e denominato carta nanocellulosa, costituisce un’alternativa attraente alla plastica come superficie per componenti elettroniche flessibili.
Nella convenzionale produzione di chip, componenti elettroniche quali i transistor vengono realizzate sulla superficie di un wafer rigido composto da un materiale semiconduttore come il silicio. Alcuni ricercatori dell’Università del Wisconsin, guidati da Zhenqiang (Jack) Ma, un professore di ingegneria elettrica ed informatica, hanno realizzato componenti elettroniche ricorrendo a un processo simile ma intervenendo con un timbro in gomma per sollevarle dal wafer e trasferirle sulla nuova superficie in nanocellulosa. Senza alcun sacrificio nelle prestazioni, l’operazione ha permesso di ridurre la quantità di materiale semiconduttore utilizzato per un fattore fino a 5,000 volte.
In due recenti dimostrazioni, Ma e i suoi colleghi hanno mostrato come la nanocellulosa può servire da strato di supporto per circuiti a radiofrequenza con le stesse prestazioni di quelli comunemente montati in smartphone e tablet. Hanno anche mostrato come questi chip possano essere scomposti da un comune fungo.
Gran parte dei materiali semiconduttori in uso negli odierni chip costituisce lo strato di supporto, mentre le componenti elettroniche rappresentano una frazione assai inferiore. Questo è uno spreco che costa caro, spiega Ma, e nel caso di alcuni materiali può portare a pericolose forme di inquinamento una volta gettato il dispositivo.
Negli ultimi anni, i ricercatori hanno dimostrato che la nanocellulosa, che viene realizzata frantumando fibre di legno al livello della nanoscala, può rappresentare un valido materiale di supporto per una varietà di dispositivi elettronici, fra cui le celle solari. Eppure, le ultime dimostrazioni sono le prime a rive lare proprietà che promettono un impiego del materiale anche in circuiti a radiofrequenza dalle prestazioni elevate, spiega Ma.
Ma sostiene che chip come quelli realizzati dal suo gruppo siano già pronti per la commercializzazione. Prima che l’industria dei semiconduttori decida di passare dalle sue attuali pratiche alla produzione di chip in legno, però, Ma ipotizza che serviranno probabilmente maggiori pressioni sul fronte ecologico o un incremento nel prezzo di rari materiali semiconduttori, come ad esempio il gallio.
Tecniche per produrre dispositivi come quelli di Ma e dei suoi colleghi si stanno diffondendo sempre più nell’industria elettronica, spiega John Rogers, un professore di scienza dei materiali dell’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign. Originariamente, Rogers aveva sviluppato il metodo utilizzato dal gruppo di Ma per trasferire piccole quantità di materiale semiconduttore da un grande wafer alla superficie in nanocellulosa.
L’esercito è molto interessato nell’elettronica “transitoria” per l’idea che, degradandosi, dispositivi elettronici importanti non possano finire nelle mani sbagliate, spiega Rogers. L’aspetto più importante della recente dimostrazione di Ma, però, è forse il potenziale beneficio ambientale. Dispositivi di ogni forma e dimensione in grado di comunicare senza fili si stanno diffondendo rapidamente, e questo trend non da alcun cenno di rallentamento. “Cosa ne è dei rifiuti tecnologici? Credo sia una domanda particolarmente lecita da porre”, dice.
(MO)
