Polvere di stelle sulla Terra

Tutto è partito da un esperimento che nessuno era mai riuscito a fare prima: produrre a temperatura ambiente il carburo di silicio, un materiale che esiste solo negli spazi interstellari e che finora sul nostro pianeta si poteva ottenere artificialmente solo lavorando a temperature e a costi molto alti, tanto da poterlo impiegare unicamente per applicazioni di elettronica avanzatissima o per realizzare gemme di aspetto simile al diamante.

I grani di carburo di silicio si trovano nei pressi di stelle ricche di carbonio, rari sulla Terra, comuni nello spazio e tra l’altro questa polvere interstellare potrebbe costituire il mantello dei pianeti costituiti principalmente da carbonio, ma tornando sulla Terra la soluzione innovativa per poter produrre questo materiale alla temperatura di soli25 °Cè stata trovata dai ricercatori dell’Istituto dei Materiali per l’Elettronica ed il Magnetismo IMEM del CNR, coordinati da Roberto Verucchi e quelli del Laboratorio

Interdisciplinare di Scienza Computazionale (LISC) della Fondazione Bruno Kessler di Trento, coordinati da Simone Taioli, in collaborazione con l’University College di Londra  con coordinamento di Dario Alfè.

I risultati dell’esperimento, dimostrati anche teoricamente e pubblicati  su The Journal of Chemical Physics, aprono ora innumerevoli scenari applicativi. Grazie all’abbassamento dei costi di produzione, il carburo di silicio – che in molti casi ha prestazioni superiori a quelle del semplice silicio – potrebbe essere destinato al miglioramento dei dispositivi elettronici in uso nella vita quotidiana ed essere impiegato per rivestire materiali plastici di vario tipo cosa finora impossibile a causa delle alte temperature. Come non bastasse si deve tener conto che si tratta anche di un materiale biocompatibile, è facile pensare anche a possibili sviluppi per applicazioni biomedicali.

Per ottenere il risultato ora posto all’attenzione della comunità scientifica internazionale, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica basata su fasci supersonici di fullerene  (una molecola formata da 60 atomi di carbonio disposti in un reticolo che ricorda la forma di un pallone da calcio) verso uno strato di silicio, in modo che la collisione producesse il carburo di silicio senza bisogno di alte temperature.

L’esperimento è stato dimostrato anche a livello teorico grazie alla simulazione di supercalcolatori e a uno studio condotto a Londra dal ricercatore del LISC Simone Taioli, finanziato dall’Unione europea e dalla Provincia autonoma di Trento.

Curiosità: questo materiale non è nemmeno tanto estraneo alla fantascienza, nel famosissimo film 2001 Odissea nello spazio l’incombente monolite o per lo meno la sua superficie era di carburo di silicio, ma per rimanere nel mondo reale l’intera struttura del satellite dell’Agenzia Spaziale Europea Gaia, che verrà lanciato entro quest’anno e durante i prossimi 5/6 anni mapperà tutto il cielo, è dello stesso materiale perché la sua elevata stabilità termica è necessaria a garantire le precisioni elevatissime che si vogliono raggiungere.