Il calore, si sa, è il nemico numero uno di CPU e microchip che pulsano all’interno di ogni genere di dispositivi, e se con il silicio il fenomeno lo si riesce a tenere sotto controllo più o meno adeguatamente, con i nanotubi di carbonio la cosa appare decisamente più complessa e problematica . IBM lo sa anche lei, e lo mette in numeri nella prima ricerca di questo genere volta ad affrontare gli ostacoli che si frappongono tra uno showcase nanotecnologico e l’utilizzo pratico di una delle soluzioni hi-tech più promettenti.
Sul silicio la dissipazione del calore in seguito al passaggio di corrente viene affrontata in molti modi, il principale dei quali è la raffinazione sempiterna del design di circuiti logici e package, che conta sulla costante miniaturizzazione dei componenti per ottenere transistor maggiormente efficienti e quindi “scarti” energetici meno problematici e bollenti.
Entrando nel magico ( in tutti i sensi ) mondo della nanotecnologia e dei tubi di carbonio, però, un simile approccio non ha più alcun valore perché i nanotubi già di loro sono ridicolmente miniaturizzati (1-2 nm), e per di più, hanno scoperto i ricercatori IBM, tendono a comportarsi in maniera bizzarra per quanto riguarda la dispersione del calore in eccesso.
Quando una corrente elettrica viene applicata al circuito, nei transistor sperimentali fatti di nanotubi di carbonio le vibrazioni atomiche salgono oltre la soglia definita normale e tipica del comportamento di altri materiali come il silicio, dove tutti gli atomi vibrano all’unisono producendo una quantità di calore uniforme in tutto il composto. Al contrario gli atomi dei nanotubi vibrano un po’ casaccio producendo quantità di calore non uniformi , in un caso 1000 C, in un altro 400 e così via.
Dando un’occhiata ravvicinata come mai era stato fatto prima al comportamento dei nanotubi in scenari di utilizzo pratici, gli esperti hanno scoperto poi altre bizzarrie come la tendenza dei nanotubi a farsi condizionare pesantemente dal substrato su cui essi sono poggiati, ulteriore parametro che dovrà quindi essere studiato a dovere per arrivare, un giorno, a transistor fatti solo ed esclusivamente di nanotubi di carbonio. Il lavoro da fare prima di arrivare a quel giorno rimane ancora parecchio, ma le promesse di una informatica nanotubica (più efficiente, meno dispendiosa in termini energetici, più veloce, più compatta) sono tali da spingere le maggiori potenze dell’hi-tech (e IBM in testa) a continuare a investire sulla ricerca .
Le tecniche innovative impiegate dagli autori dello studio sul calore dei nanotubi, basate sull’utilizzo di tecniche di spettroscopia ottica standard, sono riuscite a “sondare” un singolo nanotubo per poi integrare le informazioni raccolte con quelle provenienti da altre misurazioni. Un tipo di lavoro che “conferma idee in circolazioni da un po’, ma di cui nessuno era poi tanto sicuro” secondo le parole del professore di ingegneria elettrica presso l’Università dell’Illinois, Eric Pop.
Alfonso Maruccia
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