Perché il grafene è il materiale del futuro

Nel 2004 Andre Geim e Konstantin Novoselov, mentre conducevano esperimenti su un cristallo di grafite, riuscirono a isolarne una foglia per caso grazie a del comunissimo nastro adesivo. Scoprirono così il grafene, un materiale straordinario, destinato a cambiare la nostra vita di tutti i giorni.

Il grafene è costituito da un singolo strato di atomi di carbonio e quindi considerato bidimensionale, nonostante ciò ha la resistenza di un diamante (cento volte più solido dell’acciaio) e la flessibilità della plastica. Un “super-materiale” quindi che, grazie alle sue caratteristiche, ha diverse possibilità di impiego, in particolare nel campo tecnologico, ad esempio dai sensori per le impronte digitali e per la rilevazione della frequenza cardiaca agli schermi flessibili.

È inoltre un conduttore di grande efficienza, a temperatura ambiente è più rapido di qualsiasi altro materiale conosciuto, in grado di caricare da 100 a 1000 volte più velocemente rispetto alle batterie tradizionali.

I ricercatori del Gwangju Institute of Science and Technology hanno sviluppato dei super-condensatori a base di grafene che si possono ricaricare completamente in soli 16 secondi ed essere riutilizzati circa 10.000 volte, senza avere una riduzione significativa delle capacità.

La società Directa Plus di Lomazzo (Como), leader nell’applicazione del grafene nel mondo tessile, crea invece tessuti con proprietà antistatiche, altamente conduttivi, schermanti le onde elettromagnetiche e in grado addirittura di cambiare la temperatura del corpo umano. A breve potremmo avere quindi maglie sportive che si riscaldano o rinfrescano a seconda della stagione.

Con le lenti a contatto in grafene, create da Zhaohui Zhong dell’Università americana del Michigan, sarà invece possibile vedere al buio. Attualmente utilizzate nelle fotocamere all’infrarosso per percepire oggetti e persone tramite la conduzione termica, potranno essere impiegati per individuare prodotti chimici dispersi nell’ambiente oppure per monitorare il flusso sanguigno all’interno del corpo umano.

Il grafene ha infatti tutto il potenziale per influire anche sull’industria farmaceutica, abilitando ad esempio la somministrazione mirata di componenti farmacologiche a livello cellulare oppure nella creazione di impianti bionici, come le retine artificiali. Le nanoparticelle di grafene non sono tossiche fino alla concentrazione di 50 µg/ml. Questo significa che, a basse dosi, sono sicure per le applicazioni biomediche.

Le sue proprietà uniche sono quindi preziose in molti settori. Anche se, in questo momento, la produzione richiede una grande quantità di energia ed è quindi molto costosa.

L’Unione Europea ha però recentemente finanziato con un miliardo di euro il progetto Graphene Flagship. L’obiettivo è quello di riunire ricercatori accademici e industriali per portare il materiale dai laboratori universitari alla società, generando così una crescita economica europea, nuovi posti di lavoro e nuove opportunità nell’arco dei prossimi dieci anni.

Nella speranza che il grafene riesca ad avere presto costi di produzione inferiori, il suo business continua comunque ad essere fervido, generando un mercato mondiale che, secondo IlSole24Ore, varrà circa 675 milioni di dollari nel 2020, con un tasso di crescita annuale del 58,7%.