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Grafene, una nera rivoluzione oltre gli smartphone

Il grafene grazie alle sue proprietà meccaniche si è aggiudicato la nomina di scoperta del XXI secolo così  come le materie plastiche furono per il XX. Nel periodo in cui si pensa a future app come Google Wallet o all’Apple Pay, con le quali ogni smartphone potrà diventare il nostro portafogli, in molti puntano al “nero materiale” sperando di riuscire ad esorcizzare il noto video in cui tonycotina ridicolizza sulla necessità di dover ricaricare continuamente il proprio smartphone.

La versatilità del matreriale “piatto” è dovuta alle proprietà fisico-chimiche, in quanto il grafene si presenta con uno strato monoatomico, ovvero con lo spessore di un solo atomo e con struttura molecolare definita a da celle esagonali che costituiscono una vera e propria maglia planare. Ci troviamo nel ramo delle nanotecnologie e come suggerisce il noto giornalista scientifico, Angelo Piemontese, il futuro sarà nero e piatto. Un nuovo mondo tinto come il carbone, un caso forse, ma ritorna il colore della rivoluzione industriale.

Sono passati già dieci anni dal transistor che valse il premio Nobel per la fisica nel 2010 ai due fisici Andre Geim e Konstantin Novoselov dell’Università di Manchester. Hanno raccontato che quasi per gioco in un primordiale esperimento fecero depositare su di un nastro adesivo della polvere di grafite, meno facile, una volta “incollato” il sottilissimo strato di carbonio allo scotch, è stato capire se veramente si trattava di uno strato unico.

I due fisici, oggi professori dell’Università di Manchester contro ogni scetticismo riuscirono ad esfoliare la grafite per ritrovare un materiale unico nel suo genere un ottimo conduttore di elettricità e calore, estremamente resistente ma flessibile il grafene. Dalla realizzazione del primo transistor in grafene è passato tanto tempo, perchè il prodigioso materiale pur essendo duro come il diamante ma flessibile come la plastica non lo ritroviamo dall’edilizia all’elettronica, dalla medicina all’industria tessile?

Molti studi e ricerche andavano a rilento perché il grafene era di difficile produzione, con dispendiosi e lunghi processi per la resa. I media stanno incalzando sull’argomento da quando soprattutto l’Europa crede in questa ricerca e vuole accaparrarsi la grossa fetta di mercato che si prospetta in un futuro non molto lontano. Fin dai primi mesi del 2014 il Graphene Flagship Project sta lavorando per portare sempre più contributi di ricerca, 66 le realtà scientifiche in totale finora partecipano al progetto delle quali ben 23 partner coinvolti sono italiani  rappresentati in Europa dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) e dall’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT).

Ci sono anche i primi risultati tangibili, infatti  il problema della produttività sembra essere stato risolto, dalla piccola alla grande scala. Dalla fine dell’estate appena trascorsa un team di ricercatori è riuscito ad esfoliare la grafite con semplici operazioni meccaniche utilizzando un comune frullatore e dell’acqua e sapone: il professore Jonathan Coleman dell’Amber Science Centre del Trinity College, spiega che “la forza di tranciatura delle rapide lame del frullatore può separare gli strati individuali di grafene,ciascuna dello spessore di un singolo atomo di carbonio”. La ricerca per una rapida applicazione industriale nel campo della telefonia mobile è italiana.  La notizia è del 29 settembre 2014 e si deve al gruppo di Alessandro Baraldi, docente di Fisica della Materia dell’Università di Trieste e responsabile del Laboratorio di Scienze delle Superfici del centro Elettra Sincrotrone Trieste. “Siamo orgogliosi “, osserva Baraldi, “di avere aggiunto un nuovo piccolo tassello al complicato puzzle che, quando completo, consentirà di passare dall’era del silicio all’era del grafene “.

Spiegando il processo in parole povere, si avrà la possibilità di accumulare energia in un minor spazio, partendo dagli studi del professor Klaus Müllen dell’università di Colonia dove spiegava come semplicemente ricoprendo gli elettrodi delle batterie con il grafene si riuscirà con peso minore ad avere pari prestazioni delle attuali con ulteriori vantaggi legati al minore surriscaldamento sino alla flessibilità, importante ad esempio per la realizzazione di monitor e display. Si osserva quindi come il Grephene Flagship Project si rivela come una vera e propria rete di ricerca che promuove le iniziative dei vari paesi coordinati con sessioni d’incontri dedicate, come quello che avverrà il 20 ed il 21 ottobre 2014 a Dresda, che prende il nome di Grephene Connect dove ci saranno incontri e dibattiti per lo sviluppo del grafene legato all’energia elettrica, dalle celle per i pannelli solari agli studi per l’accumulazione dell’elettricità.

L’impressione che si ha osservando i media che parlano del grafene, è di piena positività e si riesce quasi a cogliere lo spirito dei ricercatori europei che lavorano per raggiungere quella libertà dal silicio che tanto tutti aspettavamo, per soddisfare chi in cella sembra starci anzichè sfruttarle le celle, quelle di litio s’intende. Si spera solo che non ci si sporchi le mani con il nero materiale.

– La rivoluzione del grafene, il cambiamento che attendevamo per i nostri smartphone –

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