Gen 162019
 

Era il 2004 quando due ricercatori, Andre Geim e Konstantin Novoselov, scoprirono quasi per caso un materiale che può definirsi senza ombra di dubbio il “materiale delle meraviglie“: il grafene. L’incredibile scoperta di cui ancora non si son ben definiti i limiti, è valsa dopo soli 6 anni, il premio Nobel per la Fisica ai due ricercatori.

Andre Geim e Konstantin Novoselov

Dotato di proprietà straordinarie che, hanno consentito di rivedere molte delle caratteristiche fisiche e chimiche conosciute, elencare le proprietà del grafene è quasi impossibile.

Partiamo dal fatto che è il materiale più sottile al mondo. Ha una struttura piana fatta di un reticolo dello spessore di un solo atomo, quando si pensava che non potessero esistere materiali con struttura atomica di questo spessore. Pensate che per ottenere un solo millimetro di questo materiale, bisognerebbe sovrapporne ben 3 milioni di strati.

Grazie al suo incredibile spessore, gli elettroni si spostano su una superficie, anziché su un volume. In questo modo, nel loro percorso non dovendo passare all’interno del materiale, scorrono come in un fiume, non scontrandosi con altre particelle che, come negli altri materiali conduttori tradizionali, li rallenterebbero e per attrito trasformerebbero parte della loro elettricità in calore da dover poi dissipare. Questo lo rende un conduttore elettrico eccezionale, 250 volte migliore del silicio e contemporaneamente non svilupperebbe calore al passaggio della corrente.

Una delle prime applicazioni del grafene in campo energetico è stata una lampada LED molto più potente, efficiente e durevole di qualsiasi altro tipo di illuminazione.

Ha una incredibile elasticità che permette di allungarlo fino al 120% della sua lunghezza, ma nonostante ciò è più duro del diamante. Questo ha consentito agli scienziati di creare una sorta di spugna da utilizzare in campo edile, decine di volte più resistente dell’acciaio.

E’ trasparente e la distanza dei suoi atomi è talmente ridotta da risultare impenetrabile da qualunque sostanza, compresi i più piccoli atomi, ossia quelli dell’elio. Questa proprietà lo rende perfetto per realizzare filtri in grado di separare l’acqua da qualunque altra sostanza rendendola assolutamente pura, oppure filtrando totalmente il sale dell’acqua marina trasformandola in acqua dolce.

Filtro al grafene

Grazie al grafene sono state realizzate nuove lampade a LED molto più efficienti, durevoli e potenti di qualunque altro tipo di illuminazione ad un costo decisamente ridotto.

Lampade LED in grafene già in commercio

Ma gli obiettivi sono molto più ambiziosi; proprio in virtù della sua struttura molecolare impenetrabile, il grafene potrà essere utilizzato per scomporre le molecole d’acqua così da ottenere l’idrogeno puro, già definito il carburante del prossimo futuro.

Il grafene potrà essere utilizzato anche per la creazione di pannelli fotovoltaici di nuova generazione. Una pellicola di grafene, spruzzata su un pannello, sostituirebbe il platino utilizzato adesso, abbattendo i costi di ben 10 mila volte e soprattutto nei pannelli al grafene, ogni singolo fotone ecciterebbe ben 2 elettroni, creando un effetto a cascata capace di creare una conversione della luce in elettricità di gran lunga superiore. Senza dimenticare che il grafene è pressoché trasparente, per cui uno strato di questo materiale sui vetri delle finestre consentirebbe di produrre tanta elettricità lasciando passare la luce.

E questo è solo l’inizio. Per capire esattamente a cosa siamo di fronte servirà del tempo, ma è indicativa una frase pronunciata durante un’intervista ad uno dei due scopritori, Andre Geim, quando gli chiesero a cosa potesse servire il grafene. Egli rispose: “Non lo so. È come presentare un pezzo di plastica a un uomo di un secolo fa e chiedergli cosa ci si può fare. Un po’ di tutto, penso“.

La rivoluzione, insomma, è appena iniziata.

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