Chiamarlo materiale del futuro non è assolutamente esagerato: il Grafene è stato scoperto solo da qualche anno e se ne stanno ancora studiando le potenzialità, ma i risultati sono decisamente incoraggianti. Ha proprietà così eccezionali che può trovare impiego in svariate applicazioni e nei settori più disparati, dall’edilizia allo sport, con vantaggi così clamorosi che potrebbero davvero rivoluzionare molti settori e agevolare tantissime attività, compresa la tua.
Che cos’è il Grafene?
È un materiale molto particolare perché è formato da un unico strato di atomi di carbonio disposti in un reticolo esagonale. Il Grafene è, quindi, anche l’elemento strutturale base di altri materiali come diamante, grafite o carbone. Inoltre, avendo lo spessore di un solo atomo, il Grafene è l’elemento più sottile al mondo ed è solo a due dimensioni.
Quando è stato scoperto?
Solamente nel 2004, da due fisici dell’Università di Manchester, Andrej Gejm e Konstantin Novosëlov, che, proprio per questa scoperta, hanno vinto il Premio Nobel per la Fisica nel 2010.
Il Grafene inizialmente aveva, però, un grosso limite: lo spessore praticamente inesistente che lo rendeva quasi inutilizzabile.
Sono stati sempre Gejm e Novosëlov a risolvere il problema, trasformando il Grafene in un materiale a doppio strato e, quindi, più facile da utilizzare.
Cosa rende il Grafene così speciale?
Il Grafene ha caratteristiche che lo rendono praticamente unico: è sì un materiale sottilissimo, quasi trasparente, ma ha una resistenza meccanica paragonabile a quella del diamante.
E vanta anche una flessibilità eccellente, del tutto simile a quella della plastica.
Per queste ragioni ha potenzialità immense e in alcuni settori potrebbe davvero apportare vere e proprie rivoluzioni.
Quali sono le proprietà del Grafene?
Molte ricerche sul Grafene sono tutt’ora in corso ma le sue principali proprietà sono ormai note.
In particolare questo materiale è:
- Un ottimo fotoassorbente
È in grado di far passare il 97,7% delle radiazioni della luce su tutto lo spettro ottico. - Un eccellente conduttore termico di calore
- Una componente eccezionale per alcuni tipi di batterie, in sostituzione di quelle al litio
Per questo trova sempre più diffusione del settore della telefonia mobile e, presto, potrà trovare impiego anche in molte auto elettriche.
Il Grafene è una soluzione molto più sostenibile perché, oltre a permettere di ridurre notevolmente la dimensione delle batterie, ridurrebbe anche l’utilizzo di litio.
Il limite, al momento, è rappresentato dai costi di produzione, ancora troppo alti rispetto a quelli delle classiche batterie. - Il materiale più resistente al mondo
I numeri sono impressionanti: un solo foglio di Grafene, dello spessore di un atomo, con larghezza di 1 mq e peso di 0,7 mg può sostenere il peso di un oggetto di 4kg. - Un’eccellente fonte luminosa
Alcuni ricercatori della Columbia Engineering hanno infatti creato una lampadina che funziona ad incandescenza, come quelle a tungsteno, ma che emette luce grazie ad un filamento di Grafene su cui sono stati applicati elettrodi metallici. Facendo passare corrente nel circuito elettrico, il Grafene si riscalda, infatti, fino a 2.500°C emettendo così luce.
Infrastrutture al Grafene: di cosa si tratta?
A Bergamo, nel 2019, durante i lavori di rifacimento di una carreggiata preesistente, è stata costruita la prima strada italiana a base di Grafene, usato come supermodificante e mischiato a plastica malleabile e dura.
Il tratto, lungo 1 km, ha proprietà eccezionali in termini di durata e resistenza.
In che modo il Grafene può migliorare la sicurezza sul lavoro?
Per le sue proprietà, il Grafene potrà presto essere impiegato nella produzione di abbigliamento sportivo, ma anche da lavoro.
Come abbiamo visto, il Grafene è praticamente trasparente e ha capacità illuminanti: per questo, può essere facilmente applicato sugli abiti da lavoro e dona loro una visibilità massima, a vantaggio della sicurezza di chi li indossa.
Inoltre, è perfetto per la realizzazione di indumenti termici: una giacca con Grafene all’interno, lasciata al caldo e poi indossata, è in grado di distribuire il calore in modo uniforme, aumentando notevolmente il comfort di chi svolge lavori all’aperto o in luoghi con temperature molto basse.
Ed infine, si sta lavorando anche alla commercializzazione di suole di scarpe al Grafene, capaci di aumentare del 50% la resistenza della suola stessa.
Come realizzare abiti "smart" con il Grafene?
Diversi studi e start-up stanno sfruttando le proprietà del Grafene per creare abiti intelligenti, dotati cioè di elettronica indossabile, in grado di monitorare tantissimi parametri, senza il bisogno di portare con sé altri dispositivi.
Anche questo in futuro potrebbe agevolare diverse mansioni, alleggerendo sensibilmente le attrezzature di lavoro.
Quali sono i vantaggi del grafene su chip e processori elettronici?
Il Grafene potrebbe presto diventare una valida alternativa al silicio per la produzione di processori e chip elettronici.
I vantaggi sono immensi: intanto il Grafene è estremamente leggero e resistente e, quindi, ridurrebbe notevolmente peso e dimensione dei chip. Inoltre, ha un’ottima conducibilità elettrica, che garantisce prestazioni 10 volte superiori a quelle del silicio. Senza contare che, essendo anche un ottimo conduttore termico, è in grado di ridurre sensibilmente la dispersione di calore e risolvere così il problema del surriscaldamento dei chip e processori.
Al momento, a frenare l’avanzata del Grafene sono soprattutto i limiti tecnologici che rendono la sua applicazione particolarmente costosa ed elaborata. Ma è solo questione di tempo: la ricerca prosegue incessante e problemi ora insormontabili diventeranno presto risolvibili aprendo di fatto la strada alla “rivoluzione Grafene”.
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