Parma, 24 lug – Alcuni studiosi del gruppo di Materiali Molecolari per Applicazioni Avanzate (MMAA) del Dipartimento di Scienze Chimiche, della Vita e della Sostenibilità Ambientale dell’Università di Parma, insieme a un
qualificato team internazionale, hanno pubblicato su “Nature” una critica serrata a un lavoro della Northwestern University che affermava di aver trovato ferroelettricità “elettronica” a temperatura ambiente in tre composti
organici. Il ferromagnetismo è un fenomeno ben noto, secondo cui dipoli magnetici si allineano in risposta a un campo magnetico esterno e mantengono tale allineamento (polarizzazione magnetica) anche a campo rimosso. Il ferromagnetismo è alla base di molte applicazioni di carattere tecnologico: per esempio le memorie dei calcolatori.
La ferroelettricità è un fenomeno analogo: invece dei dipoli magnetici sono i dipoli elettrici a creare una polarizzazione elettrica permanente, allineandosi in risposta a un campo elettrico. Il primo materiale ferroelettrico è stato scoperto un secolo fa circa, ma una ricerca focalizzata sui ferroelettrici si è sviluppata solo a cavallo della seconda guerra mondiale. Oggi la ricerca di avanguardia punta all’ottenimento di materiali ferroelettrici organici
(cioè costituiti in massima parte da carbonio, idrogeno e ossigeno) nell’ambito dello sviluppo di materiali per l’elettronica che siano leggeri, flessibili e bio/eco-compatibili. Alcuni anni fa un gruppo di ricercatori giapponesi dell’Università di Tokyo aveva effettivamente scoperto che un composto organico, il tetratiafulvalene-cloranile, già studiato in maniera approfondita dai ricercatori del gruppo
MMAA, esibiva ferroelettricità, seppure solo in prossimità della temperatura dell’azoto liquido (-200 gradi centigradi circa). Tale ferroelettricità è risultata essere di un tipo particolare, cosiddetta elettronica perché dovuta alle “nubi”
elettroniche delle molecole, ed è caratterizzata dalla velocità con cui si instaura la polarizzazione a opera del campo esterno, nonché dal suo valore. Allora la “gara” si è spostata verso l’ottenimento di ferroelettricità elettronica in
composti organici a temperatura ambiente. Questa gara sembrava essere stata vinta dal forte gruppo di ricerca della
Northwestern University americana, guidato da Stupp e dal futuro premio Nobel Stoddart: nel 2012, infatti, essi
pubblicarono, su “Nature”, i risultati relativi alla ferroelettricità elettronica di tre composti organici da loro sintetizzati
a tale scopo. L’articolo ha comprensibilmente ricevuto grande attenzione dalla comunità scientifica, risultando in breve tempo tra gli “highly cited papers” nella classifica del “Citation Index” della baca dati WEB of Science. Gabriele D’Avino, Dottorato nel gruppo MMAA (ora all’Istituto Laue-Langevin di Grenoble), si è accorto però che qualcosa non tornava, sulla base di sofisticati calcoli da lui effettuati sui composti di Stoddart e Stupp. Su suo suggerimento, il gruppo MMAA, e in particolare Matteo Masino, Anna Painelli e Alberto Girlando, ha verificato che i
dati sperimentali a supporto della ferroelettricità erano di cattiva qualità, anche se venivano da un gruppo molto prestigioso in campo chimico. Di comune accordo si è deciso di replicare gli esperimenti, coinvolgendo in un ampio team internazionale l’Università di Mons (Belgio), l’Istituto di Scienza dei Materiali di Barcellona (Spagna),
l’Università di Augsburg (Germania), l’Università di Girona (Spagna) e la Scuola Internazionale per Studi Avanzati
(SISSA) di Trieste. (Com)
