Grafene: il materiale del futuro, per tablet, chip e medicina

28 Maggio 2012, di Redazione Wall Street Italia

New York – E’ piu’ resistente dell’acciaio, ma flessibile come un pezzo di carta, e’ meno costoso del silicio e meno inquinante di altri materiali alternativi. Il grafene, derivato della grafite, ha dimostrato di avere potenzialita’ prima inimmaginabili in settori che vanno dal bio-tech ai semiconduttori, fino ad arrivare alle nuove tecnologie del futuro.

Potrebbe servire come il materiale di base per la creazione dei tablet e degli ebook flessibili di domani, come anche per strumenti innovativi nella medicina e le bio-tecnologie. Si tratta di un cristallo bidimensilanel del carbone di cui e’ costituita la grafite della matita. E’ trasparente ma non si riga, e’ resistente come l’acciaio ma flessibile, conduce elettricita’ ed e’ arrotolabile. Formato da un piano di carbonio a forma esagonale, e’ il materiale piu’ sottile del mondo.

Di recente un gruppo di ricercatori svizzeri ha promesso di riuscire a sviluppare della ‘nano carta’ intelligente, formata da grafene, fibre e proteine. Ma quello del centro EPFZ di Zurigo e’ solo uno dei tanti esempi di questo tipo.

Per via delle enormi prospettive di crescita a breve e lungo termine del grafene, la grafite e’ diventata una delle commodity piu’ calde del momento i borsa. In borsa, i gruppi di estrazione mineraria del settore sono ai nuovi massimi assoluti. Tra questi Syrah Resources, leader dei mercati in maggio. La societa’ australiana ha fatto un balzo del 2.500% dai minimi di un anno fa. Tra le italiane che esercitano attivita’ di ricerca sul grafene si segnala invece Enea.

Prima di stuzzicare l’interesse della comunita’ degli investitori, il grafene era salito agli onori della cronaca per una ricerca sulle sue potenzialita’ della sostanza, che era valsa il Nobel ai ricercatori russi dell’Universita’ di Manchester, Andre Geim e Konstantin Novoselov. I due avevano dimostrato che il grafene e’ un materiale dotato di proprieta’ superiori del silicio, che da’ il nome alla Silicon Valley californiana.

Ora si prevede che la nuova generazione di computer e smartphone composti da questa leggerissima sostanza sara’ piu’ resistente, meno affamata di energia e piu’ economica dei suoi predecessori.

La maggior parte dei governi occidentali considera la grafite un “minerale fondamentale” e per averne a sufficienza dipende da Cina, Brasile e India, che producono insieme quasi tutta la quantita’ mondiale a disposizione del fratello ‘povero’ del diamante, altro allotropo del carbone.

Solo la Cina ne produce il 70% al momento, ma la concorrenza e’ agguerrita e in crescita. Negli ultimi tempi i prezzi sono saliti da $600 dollari per tonnellata a 3 mila.

Difficilmente il valore della grafite tornera’ sui minimi toccati in passato. Anzi, secondo gli analisti, ha potenzialita’ per spingersi ben oltre.

QUALCHE INFORMAZIONE IN PIU’

Il grafene, per via della particolare geometria del sistema e della configurazione elettronica del carbonio, possiede una struttura elettronica a bande del tutto peculiare, con caratteristiche meccaniche, oltre che elettroniche, eccezionali.

Fino alla scoperta di Geim e Novoselov, si legge sul sito di ENEA, “si riteneva però che un tale materiale non potesse esistere allo stato isolato perché termodinamicamente instabile rispetto alla formazione di strutture curve come i fullereni o i nanotubi”.

Negli anni ci sono stati diversi tentativi di estrarre il singolo strato monoatomico dal materiale bulk corrispondente, la grafite. Quando, nel 2004, fu realizzato il primo dispositivo basato su di un singolo strato di grafene “fu finalmente aperta la strada per la validazione sperimentale delle predizioni teoriche fatte sulle sue proprietà ed i risultati di queste sperimentazioni a tutt’oggi non smettono di stupire e consentono di predire che questo materiale avrà un ruolo centrale nel progresso scientifico e tecnologico dei prossimi anni”.