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Scoperto nel 2004, Nobel per la Fisica nel 2010
Che cosa è il grafene il materiale delle meraviglie
Ci sono scoperte che, ai suoi stessi inventori, rimangono enigmatiche e altre, invece, che da subito esaltano e convincono. Tra le seconde rientra certamente il grafene: scoperto nel 2004 da Andreaj Gejm e Konstantin Novoselov all’Università di Manchester, fu subito chiaro che ci si trovava innanzi a qualcosa di rivoluzionario. Il grafene è un materiale ottenuto attraverso il trattamento della grafite con una soluzione di acido solforico e nitrico. Nel 2010 la scoperta dei due scienziati venne premiata con il premio Nobel per la Fisica. È più resistente dell’acciaio, conduce elettricità alla pari del rame, è trasparente come il vetro, si piega ed è più malleabile della plastica: per tutto questo è stato rinominato “il materiale delle meraviglie”. Il grafene è praticamente bidimensionale, sottilissimo e leggerissimo, tanto che un grammo di esso equivale a una superficie di 2 mila e 600 metri quadrati. Eppure ha una forza impensabile: un solo millimetro di cavo di grafene è in grado di reggere circa 6 tonnellate. Le università americane e asiatiche, immediatamente dopo la scoperta di Gejm e Novoselov, hanno investito miliardi nella ricerca su questo materiale. L’Unione Europea s’è invece svegliata solamente quest’anno, con lo stanziamento di un miliardo di euro per la ricerca su questo materiale nei prossimi 10 anni.
Una guerra a colpi di brevetti. Il tema più interessante è naturalmente legato ai possibili usi di questo nuovo ed incredibile materiale. Le sue applicazioni sono vastissime: si va dall’elettrodinamica alla chimica fisica e organica, dai semiconduttori alla produzione di schermi. È difficilissimo riuscire però, oggi, ad immaginare un unico campo di applicazione, perché il suo potenziale è enorme, tanto che i colossi dell’elettronica di tutto il mondo si stanno già sfidando a colpi di brevetti: l’IBM, la Samsung, la Xerox e la Sandisk, oltre a diversi centri universitari. La Cina è attualmente lo Stato che ne detiene di più, precisamente, ad aprile, erano 2 mila e 204, cioè il 30% del totale. Seguono gli Stati Uniti, con 1.754 brevetti, il 24% del totale, e la Corea del Sud, con 1.160 brevetti (15%). L’Europa arranca, e vede in classifica solamente l’Inghilterra, con 54 brevetti, cioè meno dell’1% del totale.
Composizione del grafene
Un esempio di uno strato di grafene
Un esempio di schermo in grafene (Samsung)
Un prototipo di smartphone flessibile in grafene (Samsung)
Addio silicio? Il vero campo in cui però il grafene potrebbe avere un futuro è nei processori, o meglio, nei microprocessori. Attualmente, nel settore, è il silicio a farla da padrone. Furono proprio gli inventori del grafene a testarlo nel campo dell’elettronica, ma ora la ricerca sta cercando di capire ulteriori caratteristiche di questo materiale delle meraviglie e i risultati dei primi test sono stupefacenti: ogni atomo di grafene si è dimostrato in grado di gestire un microampere di corrente. E se per noi, persone totalmente estranee all’elettronica, questo dato non ci dice nulla, in realtà è un risultato migliaia di volte superiore a quello del silicio. Tradotto: il grafene ha un potenziale migliaia di volte superiore a quello del silicio. Questo materiale permettere dunque di ottenere performance nettamente migliori di quelle a cui siamo abituati con i materiali odierni, ma, in più, su circuiti in scala molto più piccola. I chip del futuro avranno quindi dimensioni nell’ordine delle decine di atomi e il grafene diventerà il materiale alla base dei nostri computer del futuro che, grazie alle sue incredibili capacità, verranno totalmente rivoluzionati anche nell’aspetto. Secondo molti studiosi, il momento in cui il silicio verrà rimpiazzato è ancora assai lontano, anche per i costi elevatissimi che ha attualmente il grafene: un chilogrammo costa tra i 30 e i 35 mila euro. Ma la ricerca continua e lo stanziamento di un miliardo di euro da parte dell’Unione Europea non fa che rendere, giorno dopo giorno, il suo uso più concreto.
