Negli ultimi mesi i materiali innovativi sembrano aver conquistato un posto speciale nel cuore delle persone, specialmente quelli che presentano delle caratteristiche tali da renderli potenzialmente molto utili all’uomo.
In queste pagine si è parlato, pochi giorni fa, delle ottime prospettive offerte dai nanotubi di carbonio, che potranno andare dall’elettronica alla medicina, passando per la produzione di energia.

Un altro derivato del carbonio, noto come grafene, si sta facendo spazio nel mondo dei materiali, tanto da richiamare a se l’attenzione (e i finanziamenti) di enti pubblici ed aziende.

L’ampia gamma di utilizzi che offre, con prestazioni che spesso sono decisamente migliori di quelle offerte dai materiali attualmente in uso, potrebbero portare presto questo materiale a sostituire alcuni dei pilastri dell’industria e dell’economia attuale, come il silicio e la plastica.
Non a caso, la sua scoperta è valsa, nel 2004, il Premio Nobel per la fisica ai due ricercatori russi Andre Geim e Konstantin Novoselov.

Il grafene può essere ottenuto dal trattamento della grafite, l’anima delle matite che ci accompagnano nella vita di ogni giorno, oppure tramite deposizione elettrochimica; ciò che lo rende davvero interessante è il complesso di proprietà che offre.

Anzitutto la resistenza, che può essere anche cento volte superiore a quella dell’acciaio, ma anche le ottime capacità di conduzione sia per quello che riguarda l’elettricità sia per il calore, tali da renderlo ideale per applicazioni elettroniche.

I fogli di grafene sono spessi circa un nanometro (ovvero un milionesimo di millimetro) e sono quasi trasparenti (dato che assorbono ben poco della luce incidente) e questo va ad aprire un interessante ventaglio di applicazioni potenziali che passa, ad esempio, per le pellicole protettive.                                                                                                                                                                                                                                  Oltretutto si aggiungono i possibili utilizzi nel campo dell’edilizia (nei materiali compositi) e in medicina.

Tra le tante possibili applicazioni del grafene, una delle più affascinanti riguarda le batterie; quanti di noi hanno, più o meno quotidianamente, problemi con la batteria del telefono?
E questi problemi sembrano essere aumentati da quando siamo entrati nel mondo degli smartphone.
Ebbene, proprio dal grafene potrebbe venire un’importantissima risposta; infatti tramite il grafene si potrebbero realizzare delle batterie la cui durata andrebbe ben oltre le nostre aspettative attuali (c’è chi parla di un mese, per dire).

Viene quindi da chiedersi come mai il grafene non sia già posto al centro delle nostre vite.
La risposta sta nei costi di realizzazione; per sintetizzare il grafene, a partire dalla grafite, come detto, o tramite deposizione elettrochimica, si è chiamati a sostenere costi troppo elevati perché i prodotti possano essere pronti per il mercato.

Non a caso, diversi gruppi di ricerca si stanno concentrando sulla riduzione dei costi di produzione, tramite nuovi processi capaci di garantire una maggiore sostenibilità finanziaria dei prodotti; sia gli enti pubblici, come l’Università di Padova, che i privati, come la tedesca BASF, stanno impiegando importanti risorse umane ed economiche in questo ambito.

Le istituzioni internazionali hanno già mostrato grande fiducia nel grafene, tanto che, giusto per portare un esempio, l’Unione Europea ha stanziato un miliardo di euro per le ricerche su questo nuovo materiale il prossimo decennio.
Gli amministratori comunitari hanno quindi scommesso pesantemente su questo derivato del carbonio, descritto come “la plastica del XXI secolo”, “il materiale destinato a sostituire il silicio in elettronica”.

Anche la BASF, tra le più importanti aziende al mondo nel campo dei materiali, ha incrementato gli investimenti sulla ricerca e lo sviluppo del grafene già a partire dal 2012, che hanno raggiunto quasi i due miliardi di euro.
Può sembrare una cifra esorbitante, e magari è vero, ma in gioco c’è il futuro dei nostri telefoni, dei nostri computer, dei nostri sistemi di scambio di calore e, perché no, delle nostre automobili.
Mai sentito parlare di auto elettriche?

Alessandro Mercuri