Ali di farfalla e nanotubi in carbonio

Ali di farfalla placcate con nanotubi in carbonio potrebbero essere il cuore di un nuovo tipo di tecnologia per la misurazione del calore.

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Farfalla o termometro? (© Kerrick James/Corbis)

Un team di ricercatori della State University di New York ha realizzato un sensore agli infrarossi di nuova generazione a partire da tecnologie vecchie qualche milione di anni: le ali di farfalla.
Il nuovo gioiello tecnologico, molto più preciso e sensibile di quelli attualmente disponibili, non è altro che un ala di farfalla ricoperta con nanostrutture di carbonio. A rendere il sensore così efficiente sono le lamelle che ricoprono le ali dell'insetto e che gli conferiscono la caratteristica iridescenza. Queste lamelle hanno una dimensione paragonabile alla lunghezza d'onda della luce visibile – circa 200 nanometri – e pur riflettendo la luce, ne rifrangono una buona parte.
Queste strutture sono organizzate in strati sovrapposti uno all'altro, e maggiore è il loro numero maggiore è la rifrazione.

Onda (elettromagnetica) su onda

Quando le onde elettromagnetiche visibili colpiscono le lamelle, rimbalzano su di esse interferendo le une con le altre: alcune onde si annullano tra loro mentre altre si sommano, dando così origine al tipico effetto metallescente.
Radislav Potyrailo e i suoi collaboratori hanno scoperto che il tipo di iridescenza cambia quando le ali delle farfalle sono esposti a radiazione infrarossa, cioè al calore. Per rendere questi cambiamenti percepibili all'occhio umano gli scienziati hanno placcato le ali degli insetti con nanostrutture di carbonio in grado di assorbire il calore e redistribuirlo su tutta l'ala della farfalla, rendendo così più evidenti i cambiamenti nell'iridescenza.
Non solo: le nanostrutture hanno reso le ali delle farfalle ancora più sensibili ai cambiamenti di temperatura. I moderni sensori riescono a registrare oscillazioni di temperatura di 0,06°, mentre quelli biosintetici riescono ad arrivare a 0,03°C. E sono anche 40 volte più veloci. Tutto merito delle dimensioni delle lamelle, che sono circa 20 volte più piccole dei sensori oggi disponibili.

La strage degli innocenti?

E se state già inorridendo all'idea di milioni di farfalle massacrate per diventare termometri, rilassatevi: Potyrailo e i suoi collaboratori utilizzeranno materiali artificiali, molto più efficienti e meno costosi – non solo in termini economici – rispetto a quelli naturali.

28 Febbraio 2012 | Franco Severo