Le onde terahertz rappresentano una fascia dello spettro elettromagnetico situata tra le microonde e la luce infrarossa, caratterizzata da una frequenza molto elevata. Questa particolare gamma di onde è al centro di ricerche avanzate per le sue potenziali applicazioni in diversi ambiti, tra cui l’esplorazione spaziale, la sicurezza, i sistemi di comunicazione e l’imaging medico avanzato. In quest’ultimo campo, le onde terahertz potrebbero rappresentare un’alternativa interessante alle radiazioni X, in quanto capaci di attraversare la maggior parte dei materiali non conduttivi senza danneggiare i tessuti.
La sfida tecnologica delle onde terahertz
Nonostante le promettenti prospettive, l’utilizzo delle onde terahertz si scontra con diverse barriere tecnologiche. La produzione di radiazioni terahertz in modo efficiente e lo sviluppo di materiali in grado di ricevere e modulare la trasmissione di queste onde sono tra le principali sfide da superare.
Il breakthrough dell’Università di Linköping
Ricercatori dell’Università di Linköping, in Svezia, hanno compiuto un passo avanti significativo in questo campo, come riportato in uno studio pubblicato sulla rivista Advanced Science. Hanno dimostrato che la trasmissione della luce terahertz può essere regolata quando passa attraverso un aerogel composto da cellulosa e un polimero conduttivo. Questo sviluppo apre nuove prospettive per migliorare le applicazioni in diversi settori, sottolineando l’enorme potenziale delle onde terahertz ad alta frequenza.
L’aerogel: un materiale rivoluzionario
L’aerogel utilizzato dai ricercatori svedesi è uno dei materiali solidi più leggeri al mondo e la sua assorbimento dei segnali terahertz può essere attivato e disattivato attraverso una reazione redox. “È come un filtro regolabile per la luce terahertz. In uno stato, il segnale elettromagnetico non verrà assorbito e nell’altro stato, può essere assorbito. Questa proprietà può essere utile per segnali a lungo raggio provenienti dallo spazio o segnali radar”, afferma Shangzhi Chen, postdoc presso il Laboratorio di Elettronica Organica (LOE) dell’Università di Linköping.
La composizione dell’aerogel
Per creare il loro aerogel, i ricercatori hanno utilizzato un polimero conduttivo, PEDOT:PSS, e cellulosa. Hanno inoltre progettato l’aerogel pensando alle applicazioni all’aperto: è idrorepellente e può essere scongelato naturalmente tramite il riscaldamento solare.
I vantaggi dei polimeri conduttivi e della cellulosa
I polimeri conduttivi offrono numerosi vantaggi rispetto ad altri materiali utilizzati per creare materiali sintonizzabili. Tra questi, la biocompatibilità, la durabilità e la grande capacità di essere sintonizzati, grazie alla possibilità di modificare la densità di carica nel materiale. La cellulosa, invece, si distingue per il costo di produzione relativamente basso rispetto ad altri materiali simili e per essere una risorsa rinnovabile, aspetto fondamentale per applicazioni sostenibili.
“La trasmissione delle onde terahertz in un ampio intervallo di frequenze può essere regolata tra circa il 13% e il 91%, che è un intervallo di modulazione molto ampio”, afferma Chaoyang Kuang, postdoc presso il LOE.
In conclusione, il lavoro svolto dai ricercatori dell’Università di Linköping rappresenta un passo importante verso l’impiego pratico delle onde terahertz, aprendo la strada a nuove e rivoluzionarie applicazioni in diversi settori. La combinazione di aerogel, polimeri conduttivi e cellulosa potrebbe essere la chiave per superare le sfide tecnologiche attuali e sfruttare appieno il potenziale di questa fascia dello spettro elettromagnetico.
