Duro come il diamante e più sottile di un capello: ecco il grafene - Storia di un materiale dalle caratteristiche incredibili.
 
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    Mattioli Vasto Curiosità 05/12/2019 05/12

    Duro come il diamante e più sottile di un capello: ecco il grafene

    Storia di un materiale dalle caratteristiche incredibili.

    Nell’ottobre di 9 anni fa la scienza premiava quella che veniva definita come la più incredibile invenzione del genere umano: un materiale che avrebbe dato una svolta all’era moderna, proiettando l’umanità verso un futuro troppo avveniristico persino per la fantascienza.

    L’invenzione in questione è il grafene, un materiale costituito da uno strato monoatomico di atomi di carbonio (avente cioè uno spessore equivalente alle dimensioni di un solo atomo).                   

    Numerosi studi condotti su di esso hanno dimostrato come questo straordinario materiale abbia la resistenza teorica del diamante (200 volte quella dell’acciaio) e come, nonostante la sua resistenza che può far presumere il contrario, il grafene abbia una flessibilità pari a quella della plastica e può essere stirato fino al 20% della sua lunghezza. Inoltre, grazie alla sua superfice monoatomica, è anche il materiale più sottile al mondo ed è praticamente trasparente (lascia passare il 97.7% della luce).

    La sua invenzione va attribuita ai due fisici Andrej Gejm e Konstantin Novosëlov dell'Università di Manchester. Le sue applicazioni (realizzazione di un transistor) conseguite nel 2004 hanno valso loro il premio Nobel per la fisica nel 2010.

    Il primo campione di grafene fu ottenuto per caso: i due fisici russi stavano tentando di ottenere lo strato di grafite più sottile possibile e nell' esperimento, la cui riuscita era considerata irrealizzabile, isolarono un reticolo atomico dello spessore di un atomo utilizzando come strumento principale della loro operazione del semplice nastro adesivo.

    Se le proprietà di questo materiale sono a dir poco sorprendenti, le sue applicazioni e implicazioni lo sono anche di più. Infatti, oltre ad avere una resistenza e una flessibilità che permetterebbero di creare cellulari dagli schermi infrangibili, vestiti impossibili da strappare e aerei in grado di sopportare ogni intemperia, il grafene è anche un eccellente conduttore di elettricità: gli elettroni si muovono al suo interno quasi senza incontrare opposizione di cariche. Grazie a questa qualità sarebbe possibile creare batterie in grado di durare 10 volte più del solito e cavi elettrici capaci di trasferire quantità enormi di corrente elettrica in pochi minuti: ciò corrisponderebbe alla fine dell’era dei combustibili fossili. Inoltre, questo materiale presenta un anomala plasticità al cambiamento termico, una proprietà che permetterebbe di produrre sensori e microfoni ipersensibili, estremamente più efficaci e precisi di quelli attuali.

    Non è finita qui, la sua struttura atomica, che lo rende iperdenso, è costituita dalla disposizione esagonale degli atomi di carbonio e consente il solo passaggio delle molecole di acqua, caratteristica che renderebbe questo materiale una delle soluzioni più efficaci all’inquinamento idrico.

    Le sue qualità a dir poco sovrannaturali hanno anche consentito alla scienza di avanzare ipotesi sulla progettazione di strutture e veicoli che prima erano etichettati come “impossibili da realizzare per l’uomo”  oppure come “forse nel prossimo millennio”. Parliamo di vere e proprie utopie come l’ascensore spaziale oppure la navicella a  vele solari.

    L’unica domanda a cui non abbiamo ancora dato una risposta è la seguente:”Se il grafene è tanto incredibile, perché oggi, a 15 anni dalla sua scoperta, non abbiamo realizzato alcuna delle invenzioni che questo materiale ci consente?” La triste verità è che il grafene non ci è ancora accessibile in grandi quantità: la sua produzione è un processo delicato e dispendioso.

    La nostra società dovrà ancora attendere per un futuro più roseo.

     

    Giuseppe Di Lella


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