Struttura molecolare del Grafene

Grafene, il futuro della tecnologia

gennaio 29, 2013

Negli ultimi cinque anni, università, laboratori e imprese cinesi hanno registrato 2.204 brevetti che hanno a che fare con il grafene: un materiale composto da atomi di carbonio arrangiati su due dimensioni che, dopo aver fruttato il Nobel a due ricercatori dell’Università di Manchester, promette straordinarie e futuribili applicazioni industriali. Nell’arco dello stesso lustro, l’America ha depositato 1.754 richieste di brevetto. La Corea del Sud 1.160. Ma l’Europa meno di 500.

In questo scenario, ha fatto bene l’Unione Europea a finanziare, con un miliardo di euro, la ricerca in questa terra promessa della scienza. Il grafene – dicono a Bruxelles –«è destinato a diventare il materiale-miracolo del XXI secolo, come lo è stata la plastica nel secolo precedente, sostituendo il silicio nei prodotti elettronici». Peccato che, nonostante la sua scoperta sia stata fatta nel 2004 sul suolo europeo (da due scienziati russi), sono stati gli altri concorrenti della competizione globale – la competizione delle idee – a cogliere le maggiori opportunità.

Il grafene non è soltanto straordinario per la sua leggerezza e per la sua sottigliezza: un metro quadro di grafene, tanto per dare un’idea, pesa meno di un milligrammo. Possiede anche straordinarie proprietà elettriche, ottiche, termiche e magnetiche, che apriranno la strada a una gran messe di applicazioni: dall’aviazione alla scienza dei materiali, dalle biotecnologie ai semiconduttori, e magari anche nelle nuove fonti di energia. E non necessariamente nel distante futuro: anche se ci vorrà del tempo prima che il grafene prenda il posto del silicio nei chip, c’è chi sostiene che le prime soluzioni pratiche appariranno nei prodotti elettronici di consumo ben prima del previsto. Basti pensare che la sola Samsung ha già registrato 407 brevetti che ruotano intorno al grafene. Il triplo della Ibm.

Ed eccoci al punto. Anche Andre Geim e Konstantin Navoselov – i due ricercatori di Manchester che l’hanno scoperto – ammettono che il cammino della ricerca sul grafene è ancora lungo. Ma forse meno di quanto si possa immaginare: vista la lunga lista di promesse del carbonio bidimensionale, le attenzioni hanno già valicato i confini dell’accademia, per raggiungere i laboratori di ricerca e sviluppo delle multinazionali. Dopotutto, se la sostituzione del silicio nei chip potrebbe da sola cambiare il mondo (facendo sopravvivere la Legge di Moore e quindi il costante raddoppio delle capacità di calcolo), sulla carta i confini del grafene paiono devvero illimitati.
Qualche esempio? La desalinizzazione, un processo vitale per numerosi paesi del mondo, ma fatalmente dispendioso in termini di energia, potrebbe diventare 4-5 volte più efficiente. Le celle solari fatte di grafene e polimeri, potrebbero essere pieghevoli, più capaci e meno costose. Le biostrumentazioni a base di grafene – grazie alle sue particolari proprietà chimiche e fisiche – potrebbero consentire il sequenziamento genomico a bassissimo prezzo e quindi la diagnostica medica personalizzata.

Verrebbe da dire: chi più ne ha, più ne metta. Anche per quanto riguarda gli investimenti. Come spesso accade, chi più investe in ricerca, più benefici raccoglie. Il progetto «Graphene» appena lanciato dall’Unione Europea, punta a coinvolgere 126 istituti di ricerca (in Italia il Cnr) di 17 paesi.

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