Oristano
22 Luglio 2014
Cari amici,
quando le prime volte
ho letto di questo nuovo materiale chiamato “Grafene” non riuscivo minimamente a capire di che cosa in realtà
si trattasse veramente.
Non sono mai stato bravo ne in chimica ne in fisica,
forse perché alle superiori ebbi la sfortuna di incappare in una insegnante
che, incapace di farmi capire queste materie, fece sì che restassero per me
degli oggetti misteriosi e incomprensibili. Eppure la mia curiosità è ancora sempre
ricca e fervida, per cui, nonostante l’ignoranza sulla materia, ho cercato di
approfondire la conoscenza di questo nuovo straordinario materiale di cui tutti
parlano.
Il Grafene è stato scoperto da due scienziati russi, Kostya Novoselov
e Andre Geim, fisici di gran fama che, proprio per aver scoperto il grafene,
sono stati addirittura insigniti del premio Nobel per la fisica nel 2010.
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Il Grafene
è un materiale costituito da uno strato monoatomico di atomi di carbonio
(avente cioè uno spessore equivalente alle dimensioni di un solo atomo) ed è
duro quanto il diamante. Questo minerale non è presente in natura, ma viene
ottenuto in laboratorio dalla grafite. Ma che cos’ha di così speciale questo grafene,
considerato un nuovo materiale destinato a cambiarci la vita? Le sue qualità
sono veramente tante. E’ molto sottile e leggero, trasparente come il vetro e
molto più resistente dell’acciaio. La sua conduttività elettrica, inoltre, è
maggiore di quella del rame!
Certo, con tutte queste
caratteristiche il grafene non poteva che essere apprezzato ed essere
considerato un formidabile materiale del futuro. I suoi possibili utilizzi? Tantissimi,
in tutti i campi dell’elettronica e della tecnologia! Grafene, dunque, incredibile
materiale che presto cambierà la vita di tutti noi! Forse non tutti sanno,
però, che questo materiale, pur inventato dai russi, è stato fabbricato inizialmente da un’azienda
italiana, l’unica fabbrica industriale europea: la Directa Plus. Questa ha sede
nel comasco, precisamente a Lomazzo, in un piccolo locale, una specie di
garage, proprio come accadde a Steve Job con i suoi PC al silicio Apple, che
avrebbero poi rivoluzionato l’era della comunicazione. In quella mini fabbrica di
Lomazzo un gruppo di ingegneri, fisici e chimici italiani, diedero inizio ad un'avventura: era una innovativa start-up che brevettò il metodo per produrre il grafene
G+.
Il premio Nobel Novoselov,
in un’intervista ha affermato che il grafene, nuovo materiale rivoluzionario, è
destinato a fare grandi cose, essendo un nano-conduttore molto versatile, con
possibilità di infiniti impieghi nel campo della tecnologia e, soprattutto, in
quello dei circuiti integrati, per la sua ottima conducibilità ed il buon
livello di dispersione termica. Per rendere operative queste sue grandi
proprietà e trasformare la ricerca in realtà operativa, è stato creato il
consorzio Graphene Project, sotto l’egida della Commissione europea; la
dotazione finanziaria iniziale per la ricerca è di circa un miliardo di euro e questo fa ben
sperare sugli sviluppi della ricerca. L’intero progetto vede coinvolti
settantacinque centri di ricerca e università in diciassette nazioni europee.
La versatilità di
questo materiale è le sue possibili applicazioni sono già oggi in grado di farci
sognare: proviamo a immaginare qualche novità. Addio monitor, per esempio: la prestigiosa rivista Science ha pubblicato uno studio secondo cui
presto gli schermi di ogni tipo si potranno piegare e arrotolare come fogli di
carta. Con delle nuove tecniche, portate avanti da un gruppo di ricerca
coordinato da Maher El-Kady dell'Università della California a Los Angeles, si
potranno realizzare fogli di grafene capaci di immagazzinare grandi quantità di
energia. Immaginiamo della carta da parati elettronica che potrà funzionare da
enorme schermo panoramico, degli abiti contenenti una struttura elettronica, indossabili e
capaci di raccogliere e immagazzinare energia grazie al movimento del corpo. Pensiamo
anche ad una casa con le pareti interattive, così come ad una tuta in grado di
mostrare dati e informazioni riguardanti il corpo di chi la indossa. Senza
contare le innumerevoli possibili applicazioni nel campo della tecnologia
personale: dai dispositivi mobili di nuova concezione e portabilità, fino a
fogli digitali di informazione. Insomma sul grafene gli elogi, ben motivati, si
sprecano. C’è chi va oltre e lo definisce non solo “materiale del futuro”, ma addirittura «materiale delle meraviglie».
Si, proprio delle
meraviglie. Sembra incredibile, ma le sue proprietà sono le migliori
che si potessero desiderare: dalle sue dimensioni microscopiche fino ad arrivare alla sua estrema flessibilità, dalla dote di super conduttore di energia elettrica, alla
sua arrendevolezza, ovvero alla capacità di lasciarsi plasmare a piacimento per
ogni uso, senza rischiare di romperlo; una leggerezza, la sua, pressoché totale, oltre alla
capacità di dissipare velocemente il calore: la votazione che si può assegnare ad un simile prodotto non può che essere la
massima. Per di più, possiamo anche aggiungere che è anche estremamente trasparente, ultimo
tassello di una duttilità senza pari.
Con tutte queste
caratteristiche i prodotti tecnologici attuali che utilizzano altri
materiali, con l’uso del grafene diventeranno inesorabilmente obsoleti: nasceranno nuove
batterie
dalla durata generosa, chip potentissimi invisibili o quasi, cellulari di peso piuma
iper-performanti, tanto per citarne alcuni. Il grafene sarà la corazza e
insieme il cuore pulsante di smartphone, tablet, computer e lettori di e-book
del futuro. Ma questo è solo l’inizio: le sue applicazioni spazieranno dal
settore aereo a quello automobilistico, per avere vetture e velivoli
leggerissimi (e resistenti, ovvio), che in quanto tali consumeranno pochissimo
carburante; altre applicazioni possibili, dal campo medico a quello della
moda, saranno ugualmente tantissime: da tessuti con componenti elettronici
invisibili, fino a preservativi sottilissimi e che non si romperanno mai.
Fantascienza? Niente affatto: la fondazione di Bill e Melissa Gates ha
finanziato lo sviluppo di questi condom di nuova generazione con una generosa
donazione. Tutti i colossi dell’hi-tech, da Samsung a Apple fino a IBM, sono già a
caccia di brevetti legati a questo materiale.
Le proprietà ottiche,
elettriche e meccaniche del grafene hanno fatto ipotizzare un suo uso addirittura
quasi da fantascienza. Gli ingegneri della Duke University di Durham, North
Carolina, hanno lavorato a un’applicazione innovativa: la creazione di muscoli
artificiali. La squadra di Jianfeng Zang, il cui studio è stato pubblicato
sulla rivista Nature Materials il 20 gennaio 2013, ha stratificato il grafene
in alternanza con altri polimeri, ottenendo un materiale che può comportarsi
come i tessuti muscolari, contraendosi o rilasciandosi a richiesta. Quando al
grafene viene applicata una differenza di potenziale, il muscolo artificiale si
espande; per poi rilassarsi una volta ristabilite le condizioni di partenza.
Modificando il voltaggio, è possibile controllare l’entità sia della contrazione che del
rilassamento. Insomma nel futuro potremo avere muscoli “nuovi” costruiti col
grafene.
Cari amici, non voglio
aggiungere nient'altro: la ricerca di oggi ha proiettato la mia mente in un futuro davvero fantascientifico! L'emozione mi ha fatto tornare indietro nel tempo,
quando, ragazzo curioso e felice dei miei 14-16 anni, leggevo con avidità i
gialli di Urania, che mi portavano in un mondo irreale e fantastico, che oggi sembra davvero avvicinarsi sempre di più!
Ciao!
Mario
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