Tesi al grafene per il neo fisico Andrea Ottomaniello

All’Università di Pisa, laurea a pieni voti in Fisica della materia per Andrea Ottomaniello, con la tesi “Rotazione di Faraday gigante in una metasuperfice ibrida composta da grafene e risonatori split-ring”.

Tesi sul grafene all’Università di Pisa

C’è il grafene, il materiale più sottile esistente in natura, e più promettente per il futuro dell’elettronica e della fotonica nella tesi che ha permesso ad un giovane fisico, Andrea Ottomaniello, di ottenere la laurea magistrale con 110 / 110 in Fisica della materia. La tesi, discussa il 20 ottobre scorso con relatore il professor Alessandro Tredicucci, è intitolata “Rotazione di Faraday gigante in una metasuperficie ibrida composta da grafene e risonatori split-ring”. e si basa sullo studio del grafene e di una sua particolare applicazione nel campo della fotonica.

Il grafene, uno dei materiali più sottili e più promettenti al mondo

Il grafene è il materiale-piattaforma per le future tecnologie che, per le sue proprietà, può essere candidato in una varietà di campi; dai progetti di filtrazione, separazione dai gas, desalinizzazione dell’acqua al confezionamento naturale dei cibi.

Dalla realizzazione di batterie extra-leggere a maggiore capacità e durata, allo stoccaggio di energia solare, eolica e d’idrogeno ad applicazioni biomediche rivoluzionarie.

Ma anche e soprattutto nel campo dell’elettronica sotto forma di dispositivi flessibili (indossabili) e più efficienti, e della fotonica, campo di competenza del neo laureato Andrea Ottomaniello.

 Il grafene e le sue incredibili proprietà

Scoperto nel 2004 all’università di Manchester, il grafene è il materiale più sottile esistente in natura, poiché costituito da un singolo strato monoatomico, un milione di volte più sottile di un normale capello, di grafite, quella che si trova nella lamina di una comune matita.

La struttura del grafene.

Gli atomi di carbonio di cui è formato sono disposti in modo da creare una struttura esagonale a nido d’ape. Gli atomi di carbonio e la loro particolare disposizione conferiscono al grafene proprietà del tutto fuori dal comune.

Il suo spessore atomico lo rende invisibile ed ultraleggero, ma allo stesso tempo estremamente resistente; 200 volte più resistente agli sforzi dell’acciaio e incredibilmente flessibile.

Il grafene inoltre è il miglior conduttore elettrico esistente ed è anche un materiale impermeabile (neanche un atomo di elio può attraversarlo).

Andrea Ottomaniello, autore della tesi di laurea su “Rotazione di Faraday gigante in una metasuperfice ibrida composta da grafene e risonatori split-ring”.

Studiando quindi una struttura composta da grafene e da particolari risonatori ottici, ci spiega il neodottore Andrea Ottomaniello, siamo stati in grado di avvicinarci alla realizzazione di un isolatore ottico; fondamentale dispositivo utilizzato nel campo della fotonica per preservare il funzionamento di sorgenti di luce coerente come ad esempio i laser.

Sebbene sia un dispositivo comune per le frequenze elettromagnetiche del visibile e delle telecomunicazioni (infrarosso), esso ancora non esiste nella importante regione di frequenze detta “radiazione Terahertz (THz)“.

Le sorgenti di luce THz sono di grande interesse nel campo della sicurezza (body-scanner, sensori per esplosivi ed armi), della diagnostica medica non-ionizzante, della conservazione e caratterizzazione di opere d’arte tra cui dipinti, affreschi, monumenti.

Nell’attuale corso di Dottorato in Fisica all’università di Pisa,  Andrea Ottomaniello sta portando avanti il lavoro di tesi svolto insieme ad altre promettenti attività basate sul grafene. La stretta collaborazione con altri importanti centri di ricerca europei sta rendendo possibile la creazione di nuovi materiali con un netto miglioramento delle attuali tecnologie.

Il progetto di ricerca si basa sul proseguimento del lavoro svolto durante il periodo di tesi magistrale e sullo studio di altri dispositivi basati sul grafene nel campo della fotonica.

Il progetto europeo riguardante la manipolazione della radiazione THz e uno riguardante l’opto-meccanica in prospettiva del trasporto d’informazione quantistico.