Grafene il materiale rivoluzionario

Grafene il materiale rivoluzionario

Il Grafene è il materiale più discusso degli ultimi tempi , viene considerato un materiale rivoluzionario che ci potrebbe aiutare in modo molto incisivo in vari settori, dalla scienza dei materiali fino ad arrivare al campo delle terapie mediche. L’Unione Europea ha dedicato al Grafene un progetto da un miliardo di euro.

Nel Grafene gli elettroni di conduzione si comportano come se non avessero massa e viaggiano all’incirca alla velocità della luce, obbedendo alle leggi della fisica quantistica relativistica.

Prendete uno scienziato, una matita e del nastro adesivo , cosa accomuna questi 3 elementi ? Ma ovviamente il grafene.

Un nuovo materiale dalle proprietà eccezionali che fa sognare gli scienziati di tutto il mondo e che presto potrebbe cambiare profondamente la nostra quotidianità.

2004 due scienziati russi emigrati a Manchester, Gejm e il suo studente Novosëlov

cercarono di ottenere delle strutture molto sottili di grafite.

L’idea era di paragonare le proprietà

di strati sottili e piatti di grafite con quelle dei nanotubi di carbonio, già noti da tempo

Per assottigliare sempre più delle scaglie di grafite Gejm e Novosëlov provarono  a usare del nastro adesivo, un metodo molto semplice ma efficace.

Attaccando e staccando due pezzi di scotch con in mezzo un fiocco di grafite,

si ottenevano strati sempre più sottili, che potevano poi essere trasferiti su un pezzo di silicio.

Il procedimento funzionò; Gejm e Novosëlov trovarono fogli abbastanza larghi

da essere visibili otticamente ma spessi solo tre, due o anche un solo atomo di carbonio.

Grazie alla facilità del metodo di produzione riuscirono a studiare le proprietà elettriche di un singolo foglietto di grafene.

E scoprirono di aver trovato un tesoro.

Isolato per la prima volta nel 2004  ha portato i due ricercatori al premio Nobel per la fisica nel 2010: un caso piuttosto raro, considerato che in genere tra una scoperta pur fondamentale e l’assegnazione del Nobel passano diversi decenni.

Ma perché tanto interesse? Che cos’ha il grafene di straordinario e perché è così importante?

Il grafene è un materiale bidimensionale (2D) costituito da un singolo strato di atomi di carbonio che si dispongono a formare esagoni regolari come la struttura di un nido d’api. Praticamente un foglio dello spessore di un atomo. In genere, in natura questi fogli tendono a impilarsi formando come dei blocco notes che, saldatisi tra loro, danno origine alla comune grafite, un materiale facilmente reperibile utilizzato per ottenere le mine delle matite.

Il grafene mostra numerose proprietà eccezionali: è 100 volte più resistente del diamante, è un ottimo conduttore di elettricità e di calore, è stabile (perciò non arrugginisce) e ha proprietà elettroniche migliori di quelle del silicio comunemente utilizzato nei transistor, nonostante sia il materiale più sottile esistente in natura. Dunque è leggero ma densissimo, trasparente, duttile e incredibilmente versatile.

La fase odierna della ricerca sul grafene è quindi un magma di idee e sfide ai più diversi livelli: scientifico, tecnologico, economico e addirittura geopolitico.

Se da una parte, come abbiamo visto, può essere semplice produrre un singolo foglio di grafene in laboratorio, realizzare una produzione industriale non è al momento possibile.

 A Roma si sta sperimentando un’innovazione che potrebbe migliorare la vita di tutti i romani che percorrono ogni giorno strade a volte dissestate, insicure e ferite da buche pericolose. Si chiama Ecopave ed è un supermodificante per asfalto a base di grafene; un componente che, aggiunto alle comuni sostanze che formano il manto stradale, rende l’ asfalto 250 volte più resistente e, dunque, più longevo. Con enormi risparmi in termini di costi di manutenzione e smaltimento, visto che il 30-40 per cento dei materiali è recuperabile. Una sorta di strada che si ricrea da se stessa e che azzera le spese di smaltimento e l’impatto ambientale.

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