In laboratorio create questo materiale per la prima volta (Freepik Foto) - www.buildingcue.it
Una scoperta che mette l’Italia al centro della ricerca sui materiali del futuro.
Nei laboratori di CNR-IOM, Università di Trieste, Elettra Sincrotrone Trieste e Università di Innsbruck, un team internazionale ha realizzato il primo cristallo bidimensionale di ossido di boro, un materiale mai osservato prima in forma ordinata. Si tratta di una conquista scientifica che promette di cambiare la chimica dei materiali ultraleggeri e flessibili, aprendo nuove prospettive per l’elettronica, la catalisi e le tecnologie quantistiche.
Il risultato, pubblicato su Science, conferma sperimentalmente l’esistenza di un reticolo cristallino 2D di triossido di diboro, fino ad ora noto solo nella forma vetrosa e disordinata. La creazione di una struttura così sottile – spessa appena un singolo strato atomico – rappresenta un passo avanti simile a quello che, anni fa, aveva consacrato il grafene. Ma questa volta, il nuovo materiale si distingue per una flessibilità dieci volte superiore e una sorprendente stabilità strutturale.
Per ottenere il cristallo, i ricercatori hanno utilizzato una base di platino su cui far crescere il materiale, osservandone poi la struttura con tecniche avanzate di microscopia a effetto tunnel e luce di sincrotrone. Hanno così identificato un reticolo ordinato di anelli di borossina, unità rigide di tre atomi di boro e tre di ossigeno, collegate da atomi di ossigeno “cerniera”. È proprio questo legame rotante, simile a un cardine molecolare, a rendere il materiale eccezionalmente flessibile pur restando stabile.
Le misure hanno dimostrato che il nuovo cristallo di ossido di boro può piegarsi e deformarsi dieci volte più del grafene senza rompersi. Al tempo stesso, mantiene proprietà semiconduttive di grande interesse per l’elettronica di prossima generazione. La sua porosità regolare e la struttura leggera lo rendono inoltre un candidato ideale per applicazioni nella filtrazione molecolare o come supporto in reazioni catalitiche.
Dal punto di vista tecnologico, il materiale offre un vantaggio fondamentale: la debole interazione con il platino del substrato. Ciò significa che può essere isolato e trasferito su altre superfici, aprendo la strada a dispositivi reali come transistor ultraflessibili, sensori chimici o componenti ottici avanzati. Una prospettiva che, fino a pochi mesi fa, sembrava ancora solo teorica.
A rendere possibile il risultato è stata la sinergia tra esperimenti e simulazioni: microscopia atomica, spettroscopia al sincrotrone e calcoli di dinamica molecolare. Ogni passaggio ha confermato la coerenza del modello, rivelando un materiale ordinato, stabile e incredibilmente sottile, in grado di resistere a sollecitazioni meccaniche notevoli. È la dimostrazione di come Trieste, con il suo polo scientifico, resti uno dei centri d’eccellenza europei nella fisica dei materiali 2D.
Le implicazioni della scoperta sono enormi. Un cristallo così flessibile e resistente potrebbe rivoluzionare la nanoelettronica, dove la leggerezza e la conduttività controllata sono fondamentali. Potrebbe inoltre essere impiegato in dispositivi quantistici e fotonici, o persino come base per nuovi materiali compositi ultraleggeri da usare nell’aerospazio e nella robotica flessibile. L’ossido di boro 2D si affaccia così come il primo esponente di una nuova famiglia di materiali intelligenti, pensati per adattarsi, piegarsi e reagire.
La sfida futura sarà riuscire a produrlo su scala più ampia e a integrarlo nei processi industriali. Ma l’obiettivo è ormai chiaro: tradurre una scoperta nata nei laboratori triestini in una tecnologia capace di cambiare la nostra quotidianità. Se il grafene ha aperto la via ai materiali bidimensionali, l’ossido di boro sembra pronto a scrivere il prossimo capitolo della scienza dei materiali — più flessibile, più leggero e, forse, ancora più rivoluzionario.
