venerdì 27 Maggio 2022

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      Qual è il ruolo del vetro nell’ambito dell’ICT e della Fotonica?

      Le tecnologie dell’informazione e della comunicazione (ICT) rappresentano l’insieme dei metodi e delle tecniche utilizzate nella trasmissione, ricezione ed elaborazione di dati e informazioni. Questo settore include tutte le tecnologie connesse all’accesso, trasmissione, manipolazione e immagazzinamento di informazioni in formato digitale.
      Proprio a ragione di tale compito, l’ICT gioca un ruolo significativo in ogni aspetto della vita contemporanea. 

      Il secolo della luce

      L’ascesa del settore negli ultimi decenni è largamente favorita da due gruppi di materiali fondamentali:

      • i semiconduttori (in particolare il silicio per computer e dispositivi di elaborazione),
      • il vetro (per fibre ottiche e componenti fotonici).

        In particolare, il XXI secolo può essere considerato come l’Era della Fotonica, a riconoscimento del ruolo vitale della luce nei diversi ambiti, dall’architettura alla biologia, fino alla medicina e ovviamente alle comunicazioni internet. 

      L’alleato delle informazioni

      In questo contesto è fondamentale riconoscere il valore del vetro, un materiale complesso, dalle potenzialità uniche. Le attuali esigenze tecnologiche richiedono, infatti, un maggiore utilizzo delle sue proprietà in relazione alla luce, di cui la trasparenza è solo la più evidente.
      Analizziamo dunque più nel dettaglio il ruolo interpretato da tale materiale nella generazione, trasmissione e visualizzazione delle informazioni.

      5G e fibra ottica

      La fibra ottica rappresenta il ponte tra luce e vetro. Tutti i moderni mezzi di comunicazione e informazione sono, infatti, abilitati da sottili fili di vetro che possono trasportare la luce per centinaia di chilometri, prima di avere bisogno dell’amplificazione ottica del segnale.
      Ad oggi, il settore ICT è stimolato da una costante ricerca di tecnologie più rapide e performative, di cui il 5G rappresenta la soluzione in arrivo. 
      Lo sviluppo di internet, verso il 5G, richiede un ulteriore incremento delle linee in fibra ottica. L’importanza del connubio vetro-luce è facilmente intuibile da un dato: ogni anno a livello globale vengono prodotti oltre 500.000.000 chilometri di fibra ottica di vetro per comunicazioni.

      Origini e sviluppi

      La scoperta pionieristica, che ha portato all’adozione del vetro per favorire la trasparenza delle fibre ottiche, è stata compiuta da Charles Kao nel 1966.
      Nel medesimo periodo divenne chiaro che le fibre ottiche avevano la capacità di vincere la concorrenza dei tubi metallici per comunicazioni a lunga distanza e ad alta capacità.
      Pertanto, furono progettate guide d’onda ottiche a film sottile, in cui la luce viene intrappolata a causa delle riflessioni interne totali sulle superfici superiore e inferiore.
      Con l’affermazione del campo dell’ottica integrata, il vetro si è imposto come materiale conveniente e convincente. Con il vantaggio della piena compatibilità con le fibre ottiche.

      La fotonica flessibile

      Un altro ambito in cui, più di recente, è emerso il valore del vetro è quello della fotonica flessibile. La sua crescita ha rispecchiato il rapido sviluppo di componenti e dispositivi flessibili (LED, OLED, display, sensori indossabili) nel settore dell’elettronica di consumo.
      Il vetro può infatti svolgere un ruolo importante in questo ambito sia come substrato altamente trasparente e meccanicamente, termicamente e chimicamente robusto, sia come piattaforma per interconnessioni ottiche e applicazioni di sensori.

      Come si evince da questa introduzione sull’argomento, il futuro del vetro sarà ancora più luminoso del passato. La modernizzazione delle infrastrutture, la mobilità autonoma, il 5G e le comunicazioni quantistiche si avvarranno infatti dell’impiego di vetri ad altissima capacità, in grado di proteggere la sicurezza e salvaguardare l’integrità delle informazioni.

      Per scoprire maggiori dettagli circa l’utilizzo del vetro in questo settore clicca qui.

      Fonte: A. Durán e J. M. Parker, Welcome to the Glass Age, Madrid: CSIC, 2022, pp. 75-91

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