La comunità scientifica internazionale è costantemente alla ricerca di soluzioni interessanti per la progettazione di prodotti il più possibile validi da un punto di vista delle prestazioni e, perché no, anche della sostenibilità ambientale. Le ricerche portate avanti negli ultimi anni, per esempio, hanno portato alla creazione del grafene, quello che in molti esperti hanno già etichettato come “materiale del futuro”.
La sua scoperta, che è valsa il Premio Nobel per la Fisica nel 2010 a Andre Geim e KonstantinNovoselov, ha aperto effettivamente aperto la strada a una serie di applicazioni rivoluzionarie in vari settori industriali. Il materiale che andremo ad analizzare qui di seguito presenta davvero un grande potenziale ed è utile in molti e diversi processi, che vanno dalla fabbricazione di smartphone alla costruzione di pannelli solari. Non è un caso se alcuni l’abbiamo addirittura identificato come una delle scoperte scientifiche più promettenti del XXI secolo. Vediamo dunque insieme tutto quello che c’è da sapere a proposito.
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Cos’è il grafene
Una ragazza con uno smartphone in mano
Il grafene è una forma dicarbonio. Questo materiale è completamente nuovo, è non solo è il più sottile mai scoperto, ma anche il più resistente in assoluto. In qualità di conduttore elettrico, è efficace quanto il rame; come conduttore termico, supera qualsiasi altro materiale conosciuto. È in aggiunta quasi del tutto trasparente, ma al contempo è talmente denso da impedire il passaggio dell’elio, il più piccolo atomo gassoso.
La sua scoperta ha per molti versi dell’incredibile: i premi Geim e Novoselov hanno infatti ricavato il grafene da un pezzo di grafite, lo stesso materiale presente nelle comuni matite che usiamo quotidianamente per scrivere o disegnare. Utilizzando del semplice nastro adesivo, sono riusciti a ottenere una pellicola di carbonio spessa solo un atomo. Il bello è che erano in tanti gli scettici a pensare che fosse impossibile stabilizzare un materiale cristallino così sottile: ebbene, i risultati ottenuti con le ricerche sul grafene li hanno clamorosamente smentiti.
Proprietà del grafene
Come già accennato in precedenza, il grafene è caratterizzato da una spiccata conducibilità termica ed elettrica, ma non finisce qui. Lucentezza, durezza, resistenza ed elasticità sono alcune delle caratteristiche più apprezzabili del materiale, che proprio in funzione di esse può essere utilizzato in numerose applicazioni. Si vedano qui di seguito le più interessanti.
Le applicazioni
Vediamo a questo punto insieme tutte le attuali applicazioni di questo materiale.
1 . Il grafene nei pannelli solari
Secondo alcuni commentatori, il grafene rappresenta una vera e propria “nuova frontiera del fotovoltaico“. Alcuni recenti studi italiani hanno infatti aperto la strada alla creazione di pannelli solari in grafene semitrasparenti ma, soprattutto, a costo contenuto. Proprio in funzione delle caratteristiche del grafene potrebbe essere in futuro possibile costruire dei pannelli che non solo ci permetteranno di risparmiare a livello della loro installazione ma che potrebbero persino essere ancor più efficienti di altre soluzioni attualmente disponibili sul mercato. Come ha raccontato Francesco Bonaccorso dell‘Istituto Italiano di Tecnologia:
“Stiamo sviluppando un modulo fotovoltaico costruito ad hoc per il grafene che sarà semitrasparente e più economico dei pannelli fotovoltaici attualmente in commercio. La forza del nostro lavoro è la facilità di scalabilità a livello industriale e la semplicità con cui il grafene in forma di inchiostro può inserirsi in contesti industriali già esistenti, senza significativi investimenti in macchine o infrastrutture”.
2. Il grafene negli smartphone
Ingranaggi meccanici
Si sa che dopo diversi anni le batterie degli smartphone che utilizziamo tutti i giorni diventano sempre meno performanti: l’utilizzo del grafene potrebbe andare a risolvere questo tipo di problema. Utilizzando il grafene, infatti, la durata utile delle batterie potrebbe aumentare del 10%, senza contare che il tempodi ricarica potrebbe ridursi. È solo una questione di tempo prima che il grafene sostituisca una gran parte delle batterie al litio attualmente in uso, e questa è una grande notizia.
3. Il grafene nei droni
Il grafene potrebbe rivelarsi molto adatto anche per la fabbricazione di batterie per droni, proprio in funzione del suo peso ridotto. Con l’applicazione del grafene, una delle maggiori limitazioni che i droni presentano oggi verrebbe risolta, o comunque minimizzata.
4. Il grafene per le lampadine
In futuro all’interno delle nostre macchine potremmo vedere sempre più lampadine al grafene: il materiale può infatti aumentare la durata utile di ogni globo e consumare meno energia rispetto alle lucia LED attualmente disponibili.
5. Il grafene negli schermi flessibili
Come anticipato, il grafene assorbe pochissima luce (soltanto il 2%). Essendo trasparente e flessibile, potrebbe essere utilizzato per costruire schermi di ultima generazione. Inoltre, essendo facile da piegare come una pellicola adesiva è difficile che si rompa e potrebbe di conseguenza essere impiegato sempre più spesso nella fabbricazione di cellulari, computer, veicoli, televisori e chi più ne ha più ne metta.
