Una pellicola densa di azobenzene ethyl ammonium lead iodide raggiunge una conducibilità termica di 0,04 W/mK a temperatura ambiente e un modulo elastico di 7,7 GPa. È il risultato pubblicato il 18 settembre 2026 su Science Advances da un gruppo della North Carolina State University: cinque volte più isolante del silicone e più rigido della quasi totalità di plastiche, schiume e aerogel.
Cosa hanno fatto i ricercatori della NC State
Il materiale appartiene alla famiglia delle perovskiti ibride organico-inorganiche bidimensionali, semiconduttori a strati alternati con struttura cristallina ordinata. Il gruppo guidato da Jun Liu (ingegneria meccanica e aerospaziale) e Dali Sun (fisica) ha sostituito parte delle catene carbonio-carbonio degli strati organici con anelli di benzene progettati ad hoc, ottenendo un film sottile depositabile con tecnica spun-cast.
Il valore di 0,04 W/mK misurato è descritto dagli autori come vicino al limite teorico per un solido denso non poroso. Il dettaglio della composizione e del modulo elastico, entrambi presenti nell'abstract dello studio pubblicato su Science Advances, è il punto in cui la copertura italiana della notizia si è fermata a una descrizione qualitativa.
7,7 GPa: perché il numero cambia il confronto con gli aerogel
Gli aerogel di silice sono oggi il riferimento per l'isolamento termico estremo, con conducibilità intorno a 0,013-0,02 W/mK, ma sono materiali fragili e a bassissima densità: schiacciarli tra due dita basta a incrinarli. Il modulo elastico di 7,7 GPa della nuova pellicola è dello stesso ordine di grandezza di molti polimeri strutturali e ordini di grandezza superiore a quello degli aerogel commerciali, tipicamente fermi tra i 10 e i 100 megapascal.
Il confronto con il silicone è ancora più netto: gli autori parlano di un materiale da 700 a 10.000 volte più rigido, con conducibilità cinque volte inferiore. È un salto anche rispetto al lavoro che lo stesso gruppo aveva pubblicato a maggio 2024, che aveva dimostrato per la prima volta la combinazione insolita rigidità-isolamento in questa classe di composti senza però raggiungere valori così estremi. L'evoluzione è documentata nel comunicato ufficiale della North Carolina State University.
Dove potrebbe finire: elettronica, batterie, missioni spaziali
L'introduzione del paper elenca tre famiglie di applicazioni in cui un film denso, rigido e isolante fa la differenza: rivestimenti per moduli fotovoltaici ad alta concentrazione, celle a combustibile e produttori di idrogeno, e soprattutto interstrati per batterie ad alta densità di energia, dove un materiale rigido può rallentare il propagarsi del thermal runaway tra celle vicine. La tecnica spun-cast permette secondo gli autori di scalare la deposizione su superfici ampie e applicare il film come rivestimento.
Nel contesto spaziale il tema della gestione termica è ricorrente in tutte le missioni recenti: dalla mappatura del calore sotto la crosta di Io descritta nel nostro pezzo su come Juno ha misurato la temperatura del sottosuolo gioviano, fino al carico utile di Starship al primo volo orbitale con 26 Starlink V3 a bordo, dove i vincoli di massa costringono a scegliere materiali che facciano più cose insieme.
Quello che il paper non dice ancora
Il lavoro documenta le proprietà del film e la sua producibilità, non un'integrazione in un prodotto commerciale. Restano aperti tre nodi: la stabilità a lungo termine sotto cicli termici ripetuti, il comportamento in presenza di umidità (le perovskiti al piombo tendono a degradarsi), e la questione del piombo stesso, che limita già oggi l'uso industriale delle perovskiti fotovoltaiche. La ricerca italiana sta esplorando percorsi analoghi in altri ambiti applicativi: un esempio è il progetto del Campus Bio-Medico sulla diagnosi precoce dell'Alzheimer, che integra strumentazione avanzata e produzione dei dati clinici.
Il prossimo passaggio riguarderà i test di durata e la sostituzione del piombo con cationi meno tossici: fino ad allora, il numero da tenere presente resta quello del paper, 7,7 GPa a 0,04 W/mK, una coppia di valori che nessun materiale naturale offre insieme.
Domande frequenti
Quali sono le caratteristiche principali della nuova perovskite ibrida sviluppata dalla NC State?
La nuova perovskite ibrida presenta una conducibilità termica di 0,04 W/mK e un modulo elastico di 7,7 GPa, risultando cinque volte più isolante del silicone e molto più rigida rispetto a plastiche e aerogel.
In quali settori potrebbe essere applicato questo nuovo materiale?
Le applicazioni principali includono l'elettronica, le batterie ad alta densità di energia, i rivestimenti per moduli fotovoltaici e le missioni spaziali, dove sono richiesti materiali sia rigidi che isolanti.
Come si posiziona questo materiale rispetto agli aerogel e al silicone per isolamento termico e rigidità?
Rispetto agli aerogel, la nuova perovskite è molto più rigida pur avendo una conducibilità termica competitiva, mentre rispetto al silicone è sia molto più isolante sia notevolmente più rigida (da 700 a 10.000 volte).
Quali sono i limiti attuali della perovskite sviluppata dalla NC State?
I principali limiti riguardano la stabilità a lungo termine sotto cicli termici, la sensibilità all'umidità e la presenza di piombo, che pone problemi di tossicità per applicazioni industriali.
È già stato integrato questo materiale in prodotti commerciali?
No, il lavoro documenta solo le proprietà e la producibilità del film; l'integrazione in prodotti commerciali richiederà ulteriori test di durata e la sostituzione del piombo con elementi meno tossici.
