I petali delicati farebbero pensare a un garofano o a una peonia: si tratta invece di un nano-fiore, una struttura hi-tech che potrebbe rappresentare il punto di partenza per la prossima generazione di batterie e celle solari. Questi “fiori”, costruiti nei laboratori della North Carolina State University, hanno infatti dei petali di solfuro di germanio (GeS) spessi poche decine di nanometri, che offrono in uno spazio ristretto una superficie molto ampia, perfetta per incamerare energia nelle batterie al litio o per assorbire la luce nei pannelli solari. Il metodo con cui sono stati realizzati è descritto in un articolo pubblicato su ACS Nano.
Il solfuro di germanio è un materiale simile alla grafite, le cui proprietà semiconduttive garantiscono un’ottima capacità di immagazzinare energia. Per creare i nanofiori, i ricercatori hanno riscaldato in una fornace della polvere di GeS fino a trasformarla in vapore. Questi vapori sono stati quindi risucchiati verso una parte più fredda del forno, dove il GeS è tornato allo stato solido, depositandosi in superfici di 20-30 nanometri di spessore e 100 micrometri di lunghezza. Con il sovrapporsi di strati successivi, le strutture formate dal solfuro di germanio hanno iniziato quindi a ramificarsi, formando i pattern floreali visibili nell’immagine.
“Il trucco per creare queste strutture è controllare il flusso dei vapori di GeS,” ha spiegato Linyou Cao, coautore dello studio. “Devono avere il tempo di disporsi in strati, e non aggregarsi quindi in blocchi amorfi. Creare questi nanofiori è eccitante, perché hanno una superficie molto ampia concentrata in uno spazio molto ristretto. Questa caratteristica potrebbe essere sfruttata per aumentare di molto la durata delle batterie agli ioni di litio, perché l’ampia superficie può contenere un numero maggiore di ioni, o anche per creare supercondensatori.”
La struttura atomica del solfuro di germanio rende inoltre questo materiale particolarmente adatto ad assorbire la luce solare e convertirla in energia utilizzabile. Per questo motivo i ricercatori ritengono che i nanofiori di GeS potrebbero trovare un utilizzo anche nella produzione di celle solari. Anche perché, a differenza dei materiali utilizzati attualmente, i nano fiori sono economici e atossici. E perché no, anche belli.
Riferimenti: ACS Nano DOI: 10.1021/nn303745e
Credits immagine: Linyou Cao, North Carolina State University
