Se il vostro pc si basa sul silicio (ed è così, fidatevi) è un futuro catorcio. Arriva il grafene.

Chiunque abbia qualche annetto come me, non può fare a meno di sorridere pensando al primo pc che ha acquistato. Il mio era un 486 (i Pentium ancora non esistevano) che lavorava a 66MHz (detto crudemente, capace di fare 66 milioni di operazioni al secondo) con 4MB di RAM (avete letto bene, in sostanza la capacità di 3 floppy disk) ed un hard-disk da 540MB (ossia meno di un cd).

Il portatile con cui vi scrivo, buon modello ma non certo l'ultimo ritrovato tecnologico, lavora a 2,5GHz (ossia 2 miliardi e mezzo di operazioni al secondo, quasi 40 volte più veloce), 4GB di RAM (1000 volte più grande) ed un hard-disk di 320GB (600 volte più grande).

Se mi avessero detto questi numeri alla fine degli anni 90 mi sarei messo a ridere.

Tale eccezionale miglioramento è stato reso possibile dalla continua ricerca scientifica, impegnata ad ottenere materiali di alta qualità che consentono la produzione di chip "migliori".

Il 99% dei chip, ossia quelle specie di millepiedi che si vedono attraverso le fessure della televisione o quando smontate un pc, è basato sul silicio. Questo materiale è molto abbondante in natura (quasi un quarto della crosta terrestre, si trova nella sabbia e nel vetro!) per cui è abbastanza economico e lavorato opportunamente consente di fabbricare chip di elevata qualità per la costruzione di apparecchiature tecnologicamente avanzate. Ne è la prova il vostro pc, lo schermo al plasma, l'iPod, lo Shuttle e via dicendo.

Tuttavia, la necessità di manipolare quantità di dati sempre maggiori (p.es. un video ad alta qualità, fotografie digitali ad elevata risoluzione, ecc.) richiede chip sempre più veloci.

Detto sempre crudemente, la velocità di un chip dipende da quanto veloce riescono a muoversi le cariche elettriche al suo interno, ossia dalla loro mobilità. All'interno di diversi materiali, le cariche elettriche hanno mobilità diverse. Essendo vicini al raggiungimento dei limiti del silicio, avendo spremuto lo spremibile, non si riusciranno a produrre chip ancora più veloci, per cui nel corso degli anni l'attenzione è stata rivolta anche ad altri materiali.

Uno di questo è il grafene, ossia un sottilissimo foglio di carbonio (altro elemento ben noto essendo la nostra vita basata su di esso) con una struttura a nido d'ape. Con "sottilissimo" non intendo quanto un capello o un foglio di carta. Intendo 300.000 volte più sottile di un capello, ossia un singolo strato di atomi. La mobilità del grafene è 100 volte maggiore di quella del silicio, per cui non sorprende che esso abbia attirato l'attenzione dei ricercatori da diversi anni.

Molto curioso il metodo con cui si ottiene questo foglio sottilissimo: col nastro adesivo. Davvero. Si prende un blocco di grafite (si tratta sempre di carbonio ed è il materiale che si usa per le matite), si appiccica del nastro adesivo sopra e si tira via. Sul nastro rimane un sottile strato di grafite, ossia il grafene.

E' notizia di questi giorni che alla prestigiosa università MIT, hanno realizzato in laboratorio un chip in grafene, in particolare un moltiplicatore di frequenza. Detto in soldoni, un circuito che ha in ingresso un segnale lento e lo trasfroma in un segnale veloce. Diciamo che mette il "turbo" ecco. La stessa cosa si può fare con il silicio, ma è un turbo più lento.

L'impiego del grafene, come anche i loro parenti nanotubi di carbonio (in sostanza un foglio di grafene arrotolato a formare un minuscolo tubo) offrono prospettive interessantissime come una maggiore velocità di trasferimento dati. In sostanza, computer ancora più veloci.

Il prossimo passo ora è quello di realizzare tali chip di grafene in larga scala, per renderne possibile la commercializzazione. Un aspetto molto positivo, è che le stesse tecniche di costruzione usate fino ad oggi per il silicio, possono essere impiegate per il grafene. Questo vuol dire ridurre i tempi di diffusione dei chip in grafene sul mercato. I ricercatori parlano persino di 1-2 anni.

Maggiori informazioni sono disponibili nell'articolo del MIT (in inglese): http://web.mit.edu/newsoffice/2009/graphene-palacios-0319.html

(Gli esperti di pc ed elettronica, perdonino le numerose semplificazioni adottate nell'articolo. Sono uno studente in ingegneria elettronica e mi rendo bene conto come la materia andrebbe esposta con più rigore. Tuttavia la mia linea guida in questo blog è "dì le cose come se vorresti spiegarle a tua madre" :) )