Silicio… “espandibile”?

In materia di silicio ormai siamo preparati, sappiamo che non abbonda, che i processi di estrazione e lavorazione sono molto costosi, sappiamo che quello impiegato nelle celle fotovoltaiche arriva direttamente dai componenti dell’industria tecnologica, ma una cosa ancora la dobbiamo imparare: il silicio si può espandere. Alcuni ricercatori della Stanford University, in California, hanno realizzato un chip a base di silicio che è possibile espandere meccanicamente (“stretchare” in gergo statunitense, praticamente stirare il chip in ogni direzione allungandolo) in modo da coprire un’area più ampia. Questo chip può arrivare ad essere centinaia di volte più esteso dell’originario e può essere impiegato, ed è questa la notizia che ci interessa, per realizzare moduli solari molto economici, oltre a schermi piatti per i televisori, sensori, ecc. la struttura del chip è la seguente: tre “isole galleggianti” di silicio, o meglio tre frammenti, attorniate in modo circolare da una “bobina” di silicio arrotolato attorno alle prime. Ogni isola può essere modificata per contenere, secondo l’interesse e l’impiego futuro, transistors, sensori, o il materiale necessario per celle solari piccolissime. Nel momento in cui gli angoli del chip vengono tirati, o “stretchati”, le bobine che attorniano i frammenti di silicio si “srotolano”, facendo espandere le isole e raggiungendo una configurazione a rete. Le maglie di questa rete risultano diventare 50 volte più larghe del chip originale. Questo fantastico risultato è stato presentato durante l’International Electron Devices meeting di Washington DC. Il Professor Peter Peumans, insegnante di ingegneria elettrica alla Stanford University e responsabile dell’esperimento, sostiene che fino ad ora i limiti dei risultati dipendono esclusivamente dai limiti posti dall’equipaggiamento dei laboratori in cui sono stati condotti gli esperimenti, e aggiunge che, in condizioni ottimali, il chip può raggiungere un’espansione di migliaia di volte superiore alle dimensioni di partenza. Il chip è stato studiato da diversi ricercatori, tra i quali Marc Baldo, Professore di ingegneria elettrica al Massachusets Institute of Technology (MIT), il quale afferma che questa tecnologia può essere impiegata in un circuito integrato già applicato nella microelettronica ed adattato ad aree più ampie. Per esempio gli innovativi schermi a LED richiedono transistors ad altissime prestazioni composti da silicio purissimo e molto costoso: con il metodo del chip espandibile di Peumans è possibile utilizzare una ridottissima quantità di silicio puro, abbattendo in modo significativo il costo dell’intero dispositivo. Per quanto riguarda invece la creazione di moduli solari fotovoltaici poco costosi, ci sono oggi molte compagnie, prima fra tutte la californiana NetCrystal, in grado di sfruttare la tecnologia di Peumans applicata ai moduli solari a micro celle. La NetCrystal afferma addirittura di poter produrre in questo modo moduli fotovoltaici a un terzo del costo. Ma non finisce qui, perché il Professor Peumans sta già lavorando in accordo con la Boeing al fine di sviluppare sensori ad alte prestazioni a base di silicio da impiegare nella costruzione di alcune parti dei nuovi aeroplani, tra i quali il Boeing 787, in grado di rilevare lo stato di salute dei materiali, per esempio delle ali, facilitandone la manutenzione, prevedendone il degrado ed evitandone la rottura.