Immaginate una casa con pareti intelligenti che rispondono all’ambiente della stanza, una camera digitale abbastanza sensitiva da funzionare al buio, abiti con la capacità di trasformare l'energia solare in energia elettrica. Ricercatori della University of Toronto hanno inventato un materiale sensitivo agli infrarossi che potrà presto trasformare queste fantasticherie in realtà.

In un lavoro pubblicato sul sito di Nature Materials il 9 gennaio scorso, il Professore Ted Sargent, ricercatore canadese della Nortel Networks esperto in tecnologie emergenti, insieme ad un team del Departimento di Ingegneria Elettrica e Informatica dell'U of T, descrivono come sono riusciti a catturare gli invisibili raggi solari. “Abbiamo fabbricato delle particelle da nanocristalli semiconduttori della misura di 2-4 nanometri. Le nanoparticelle sono così piccole che rimangono disperse nei più comuni solventi”, spiega Sargent.

Dopodiché, hanno sintonizzato i sottilissimi nanocristalli a lunghezze d'onda molto corte in grado di catturare la luce. Il risultato è un rilevatore di infrarossi spruzzabile. “La tecnologia esistente ci ha dato materiali foto-sensibili con cui realizzare pannelli solari a basso costo, displays e sensori, ma questi materiali funzionano solo con lo spettro della luce visibile”, dice Sargent.

La scoperta potrebbe rivelarsi fondamentale, oltre che in campo medico, migliorerebbe le tecniche di diagnostica, e in campo tecno-comunicativo, migliorerebbe le prestazioni delle fibre ottiche, anche nella ricerca di nuove fonti di energia rinnovabile: cellule fotovoltaiche flessibili, roller-processed, più efficienti, capaci di imbrigliare zone dello spettro solare a cui in precedenza non si aveva accesso. “Efficienza, flessibilità e costi determineranno come questo potenziale diverrà pratico”, dice Josh Wolfe, investitore finanziario in nanotecnologia, mostrasi molto interessato alla scoperta.

Il Prof. Peter Peumans della Stanford University, che ha recensito il lavoro dell'U of T team, ne ha riconosciuto il valore innovativo. “I nostri calcoli mostrano che con ulteriori avanzamenti nell'efficienza, potremo ottenere il 30% in più dell'energia solare radiante”.

Steve MacDonald, studente di ingegneria elettrica e computeristica alla U of T, che ha partecipato a molti degli esperimenti che hanno prodotto la prima soluzione nano-fotovoltaica a infrarossi, ha detto: “La chiave è stata la scoperta della giusta molecola, che è di un nanometro, pari ad una catena di otto atomi di carbonio”. Questa notizia è stata pubblicata dal periodico “Space Daily”.

Immagine: nanoscopica di una nanoparticella, o quantum dot, simile a quelle usate per i rilevatori di infrarossi. La particella ha un diametro di 6 nanometri - miliardesimi di un metro - particelle simili sono sospese in un solvente e condensate in pittura applicabile a vari dispositivi. Credits: M.A. Hines & G.D. Scholes, Advanced Materials, 2003.

Istituzioni scientifiche citate nell'articolo:

University of Toronto

Stanford University

LBNL Materials Sciences Division

Nortel