CRONACA – Con uno spessore di una sola molecola, è il foglio di vetro più sottile del mondo. Una scoperta fortunata e fortuita di un gruppo di scienziati dei materiali della Cornell University, Stati Uniti, e dell’Università di Ulm, Germania, e che è stata ora registrata nel Guinness dei primati.
La ‘lastra’ di vetro, così incredibilmente sottile che i suoi singoli atomi di silicio e ossigeno sono visibili solo al microscopio elettronico, è stata prodotta nel laboratorio di David Muller, docente di fisica applicata e ingegneria al Kavli Institute for Nanoscale Science della Cornell.
La ricerca che descrive nel dettaglio la struttura esatta di questa sfoglia di vetro è stata pubblicata nel gennaio dello scorso anno sulla rivista Nano Letter, e all’epoca gli editori del Guinness ne presero nota. Il risultato sarà ora pubblicato nell’edizione del 2014 del volume.
“La scoperta del vetro spesso due atomi è stata accidentale”, afferma Muller. Gli scienziati stavano lavorando alla produzione di grafene su fogli di rame in un forno a tubi di quarzo, un dispositivo usato per riscaldare elettricamente i materiali. La scoperta del grafene, una sfoglia bidimensionale di atomi di carbonio in una struttura a rete, valse il Nobel per la fisica nel 2010 ad Andre Geim e Kostya Novoselov, ed è stata accompagnata da enormi aspettative. Il materiale è stato perfino oggetto di mostre museali, e non smette di riservare sorprese. I ricercatori hanno notato dello ‘sporco’ sul grafene e, dopo ulteriori esami, hanno scoperto che la patina era composta degli stessi elementi del vetro ordinario, silicio e ossigeno.
Ne hanno concluso che una perdita d’aria aveva fatto reagire il rame col quarzo, anch’esso composto di silicio e ossigeno. La reazione aveva prodotto uno strato di vetro sul grafene apparentemente puro. Al di là di questa novità, ha affermato Muller, il nostro lavoro dà una risposta a una domanda fondamentale sulla struttura fondamentale del vetro. La disposizione degli atomi nel vetro è infatti da sempre una delle più grandi incognite nella struttura della materia. Gli scienziati, che non avevano modo di vederlo a occhio nudo, non erano mai riusciti a comprenderla: si pensava che fosse simile a un liquido, invece si comporta come un solido.
Ora gli scienziati della Cornell hanno prodotto un’immagine dei singoli atomi che compongono il vetro, e hanno riscontrato una forte somiglianza con un diagramma disegnato nel 1932 dal fisico norvegese William Zachariasen, una rappresentazione teorica di lunga data della disposizione degli atomi nel vetro.
“Questo è il lavoro di cui sarò più orgoglioso, quando un giorno ripenserò alla mia carriera. È la prima volta si riesce a vedere la disposizione degli atomi nel vetro”, conclude Muller.
Ma c’è di più. Il vetro bidimensionale potrebbe in futuro essere usato nei transistor, e fornire un materiale ultrasottile e privo di difetti, capace di migliorare le prestazioni di computer e smartphone.
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