Una nuova tecnologia a base molecolare studiata e sviluppata da ricercatori dell’Università degli studi di Modena e Reggio Emilia, dell’Università di Firenze e dell’Université Pierre et Marie Curie di Parigi potrebbe presto consentire di migliorare di oltre mille volte le prestazioni dei materiali usati per la memorizzazione magnetica. La scoperta si basa su nano-molecole contenenti ferro ed i risultati dello studio sono stati pubblicati sulla versione online della rivista internazionale Nature Materials.
Un gruppo di ricercatori dell’Università degli studi di Modena e Reggio Emilia, insieme a colleghi fiorentini e francesi, ha scoperto e dimostrato le enormi potenzialità di memoria di alcune nano-molecole magnetiche a base di ferro. La messa a punto di questa nuova rivoluzionaria tecnologia che consentirebbe di raggiungere elevatissime densità di scrittura è stata accolta con grande interesse dalla comunità scientifica, tanto che lo studio è stato pubblicato il 1° febbraio scorso sulla versione online della prestigiosa rivista internazionale Nature Materials.
“Senza quasi accorgercene – spiega il prof. Andrea Cornia dell’Università degli studi di Modena e Reggio Emilia – utilizziamo ogni giorno molti materiali magnetici. Sono ben nascosti all’interno delle nostre automobili, come componenti insostituibili di trasformatori, elettromagneti, motori elettrici, generatori e altri dispositivi. I gadget che consentono di fissare fogli e pro-memoria a pareti metalliche contengono un piccolo magnete permanente, che troviamo pure all’interno di cuffie, altoparlanti e microfoni. Infine, è in un sottile strato di materiale magnetico che vengono scritti e prontamente recuperati i dati sui dischi rigidi (hard disk) dei nostri computer. Un hard disk funziona in modo del tutto simile ad un sofisticato giradischi. Ogni volta che lanciamo il comando di scrittura o lettura di un file, si compie un piccolo prodigio: il disco viene fatto ruotare rapidamente e un apposito braccio provvede a scrivere o a leggere l’informazione desiderata, magnetizzando lo strato di materiale metallico che ricopre la superficie del disco. A parità di dimensioni del disco, la quantità di dati che in esso è possibile immagazzinare dipende dalla densità di scrittura, un po’ come la lunghezza del testo contenuto in una pagina può essere diversa a seconda dello spazio tra le righe e delle dimensioni del carattere utilizzato”.
Per questo dal punto di vista tecnologico si stanno compiendo sforzi enormi per aumentare la densità di scrittura, cioè per scrivere ogni singolo dato nella porzione più piccola possibile di materiale magnetico. Gli oggetti più piccoli nei quali sia possibile immagazzinare informazione magnetica sono speciali molecole scoperte all’inizio degli anni 90 da Dante Gatteschi e Roberta Sessoli dell’Università di Firenze. Sono costituite da minuscoli aggregati di ioni metallici (per lo più manganese e ferro) ed hanno dimensioni dell’ordine del nano-metro, cioè un miliardesimo di metro. Così, occorrerebbe metterne in fila un milione per raggiungere una lunghezza di appena 1 millimetro.
A seguito di una collaborazione ormai ultradecennale col gruppo fiorentino, il team del prof. Andrea Cornia presso il Dipartimento di Chimica e l’Unità di Ricerca INSTM (Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali) dell’Università degli studi di Modena e Reggio Emilia si è specializzato nella preparazione di queste nano-molecole magnetiche, la cui struttura è spesso assai fragile.
“Negli ultimi due anni – continua il prof. Andrea Cornia – siamo riusciti a sviluppare nuove nano-molecole a base di ferro con struttura estremamente stabile. Con i colleghi fiorentini e ricercatori dell’Université Pierre et Marie Curie di Parigi, abbiamo finalmente dimostrato che un singolo strato di nano-molecole magnetiche depositate su una superficie metallica mostra un effetto memoria. Ciò avviene per ora soltanto a temperature molto basse e l’informazione persiste per tempi assai brevi”.
La messa a punto di questa rivoluzionaria tecnologia a base molecolare potrebbe consentire di raggiungere in un prossimo futuro densità di scrittura così alte da permettere di salvare il contenuto di oltre 5000 CD su un’area di appena un centimetro quadrato, quando con le attuali tecnologie disponibili il risultato è mille volte inferiore.
Il gruppo di ricerca, specializzato nello studio di materiali magnetici a base molecolare, lavora presso il Dipartimento di Chimica dell’Università di Modena e Reggio Emilia ed afferisce alla locale Unità di Ricerca del Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali (INSTM). E’ diretto da Andrea Cornia, professore associato presso la Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali e vincitore nel 2006 della Medaglia d’Oro Raffaello Nasini assegnata dalla Divisione di Chimica Inorganica della Società Chimica Italiana. Vi fanno parte anche la dott. ssa Chiara Danieli, assegnista di ricerca, ed il borsista dott. Corrado Sciancalepore.
Presto lo studio comparirà anche in uno dei prossimi numeri a stampa della rivista Nature Materials.
