Due scienziati del centro di ricerca IBM di San Jose, in California, hanno annunciato di essere riusciti a misurare l'orientamento e la forza dell'anisotropia magnetica di singoli atomi di ferro disposti su una superficie in rame.

L'anisotropia magnetica, hanno spiegato i ricercatori, è una proprietà importante per determinare la capacità di un atomo di memorizzare in modo stabile un bit di informazione. “Oggi una delle principali sfide per l'industria IT è ridurre quanto più possibile la dimensione dei bit usati per la memorizzazione dei dati, aumentando di conseguenza la capacità dei supporti di archiviazione”, ha detto Gian Luca Bona, manager Science and Technology presso l'IBM Almaden Research Center di San Jose, in California, “stiamo lavorando a limiti estremi, e adesso siamo un passo più vicini a immaginare come memorizzare dati a livello atomico. Comprendere le proprietà specifiche magnetiche degli atomi è il primo passo per proseguire verso metodi nuovi e più efficaci di memorizzazione dati”.

Il secondo risultato scientifico annunciato da IBM giunge da Zurigo, dove alcuni ricercatori hanno messo a punto un metodo per utilizzare una molecola come una sorta di interruttore capace di funzionare senza disgregare la struttura esterna della molecola stessa. Si tratta, secondo Big Blue, di “un significativo passo in avanti verso elementi computazionali di base su scala molecolare che sono notevolmente più piccoli, più veloci e hanno un minore consumo energetico rispetto agli attuali chip dei computer e unità di memoria”.

I ricercatori hanno inoltre dimostrato che gli atomi all'interno di una molecola possono essere impiegati per commutare gli atomi in una molecola adiacente, con la possibilità, pertanto, di implementare elementi logici rudimentali. In precedenza, i ricercatori di IBM e di altre aziende avevano dimostrato la possibilità di commutazione all'interno di singole molecole, ma le molecole cambiavano forma durante la commutazione, e quindi sembravano inadatte per costruire circuiti logici per chip dei computer o elementi di memoria.

“Questi interruttori molecolari potrebbero un giorno portare a chip dei computer con velocità pari a quelle degli attuali supercomputer, ma molto più piccoli nelle idmensioni. Qualcuno ipotizza addirittura chip per computer così piccoli da poter essere paragonati a granelli di polvere o tali da poter stare nella punta di un ago”, afferma IBM.

Ventimila particelle d'oro, ciascuna del diametro di sessanta nanometri, cento volte più piccole di un globulo rosso, oltre la millesima parte del diametro di un capello. IBM le ha assemblate con una particolare tecnica di “nanostampa” per produrre una minuscola opera d'arte. Si tratta di un'immagine del sole, che per gli alchimisti nel XVII secolo simboleggiava l'oro, una riproduzione di un'opera del medico, astronomo e mistico del 17esimo secolo Robert Fludd.

Se una macchina per la stampa offset opera con una risoluzione di 1500 punti per pollice, il metodo di nanostampa studiato da IBM raggiunge i centomila DPI (Dots Per Inch) “Per la prima volta - dichiara l'azienda in una nota - i ricercatori hanno stampato particelle addirittura di 60 nanometri - circa 100 volte più piccole di un globulo rosso umano - con risoluzione di una singola particella, per creare nanomodelli che vanno da linee semplici a disposizioni complesse”.

Ma per quale motivo sviluppare una tecnica di stampa su una scala tanto ridotta ? La stampa, spiega un articolo pubblicato su Nature Nanotechnology, è la tecnologia più utilizzata per depositare delle particelle di piccole dimensioni su diverse superfici. Una tecnica simile, su scala molto più ridotta, potrebbe trovare applicazione nell'ambito dell'elettronica, dell'ottica, della biotecnologia, utilizzata per produrre strutture le cui dimensioni, nell'ordine dei nanometri, conferiscono ad esse proprietà peculiari.

La stampa ordinaria prevede che un'immagine sia incisa su una lastra metallica, riempita d'inchiostro e trasferita su rulli che a loro volta imprimono l'immagine sulla superficie da stampare. Tramite la “nano-stampa” IBM, singole nanoparticelle si trasferiscono dal “rullo” alla superficie da stampare senza alcuna dispersione, mantenendo la loro disposizione ( grazie alla tecnica dell' “assemblaggio diretto”, che sfrutta le proprietà dei nanomateriali, vengono trasferite dalla matrice alla superficie da stampare senza che la loro struttura subisca modifiche).

“Questa tecnica - prospetta Heiko Wolf, ricercatore presso il laboratorio IBM di Zurigo - aprirà la strada a nuovi metodi per posizionare in maniera efficiente e precisa diversi tipi di nanoparticelle su differenti superfici, in modo da poterne sfruttare le proprietà uniche a costi fattibili”.

L'azienda spiega che il metodo di “nano-stampa” sviluppato potrà operare con particelle di dimensioni fino a due nanometri, creando strutture complesse nelle quali ogni singola nanoparticella possa mantenere le sue proprietà. Questa tecnica di assemblaggio potrà giocare un ruolo fondamentale nella produzione dei chip del futuro, per produrre cavi nell'ordine di grandezza del milionesimo di millimetro, o anche per lo sviluppo di biosensori capaci di rivelare la presenza di tossine o agenti patogeni.

“Le nanoparticelle - spiega IBM - possono inoltre interagire con la luce. Con il nuovo metodo, si potrebbero stampare materiali ottici con nuove proprietà, ad esempio per l'uso nei dispositivi optoelettronici. Potrebbero essere creati i cosiddetti “metamateriali”, nei quali le strutture stampate sono piccole quanto la lunghezza d'onda della luce e quindi agiscono come se fossero un'unica lente con proprietà straordinarie”.

Data articolo: settembre 2007