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Aumentare la durata delle attuali batterie dei dispositivi elettronici di 100 volte con una ricarica di appena 5 ore. Un nuovo dispositivo promette di riuscirci grazie a uno speciale materiale magnetico che impiega una struttura unica, un reticolo a nido d'ape.

Uno dei principali limiti legati all'utilizzo di smartphone, laptop e altri dispositivi elettronici è la scarsa durata della batteria. Per questo, un gruppo di scienziati guidati da Deepak K. Singh, professore associato di fisica e astronomia all'Università del Missouri, ha sviluppato un materiale dedicato ai dispositivi elettronici, in grado sia di garantire una maggiore carica che di evitare l'eccessivo riscaldamento.

Immaginate di poter ricaricare il vostro smartphone una volta ogni 3 settimane. O ancora di veder passare da 5 a 500 le ore di autonomia del vostro computer portatile con una breve ricarica. Tra qualche anno tutto ciò potrebbe diventare realtà.

Il team ha già fatto la richiesta di brevetto per un diodo magnetico che impiega una struttura a nido d'ape caratterizzata da proprietà elettroniche distintive.

I diodi e gli amplificatori basati su semiconduttori spesso fatti di silicio o germanio, sono elementi importanti nei moderni dispositivi elettronici”, ha spiegato Singh. “Un diodo normalmente conduce corrente e tensione attraverso il dispositivo lungo una sola direzione di polarizzazione, ma quando la tensione viene invertita, la corrente si arresta. Questo processo di commutazione costa una perdita significativa di energia a causa della dissipazione, o l'esaurimento della fonte di energia, influenzando così la durata della batteria. Sostituendo il semiconduttore con un sistema magnetico, possiamo creare un dispositivo energeticamente efficace in grado di consumare molta meno energia con funzionalità migliorate”.

A questo proposito, il team di Singh ha sviluppato un materiale bidimensionale nanostrutturato applicando una lega magnetica su una superficie di silicio caratterizzata da una struttura a nido d'ape. Cos'ha di speciale? Conduce corrente in modo unidirezionale e permette di dissipare in maniera più efficiente il calore.

Ciò si tradurrebbe in aumento della durata delle batterie di oltre un centinaio di volte. Sarà necessario continuare a lavorare sul dispositivo per sviluppare il prodotto finale ma le prospettive sono incoraggianti visto che con una sola carica di 5 ore, i sistemi elettronici funzionerebbero per 500.

“Abbiamo richiesto un brevetto negli Stati Uniti e abbiamo iniziato il processo di incorporazione di una società spin-off per aiutarci a portare il dispositivo sul mercato” concludono gli scienziati.

Lo studio è stato pubblicato su Advanced Science.

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Francesca Mancuso

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