Grafene, protagonista assoluto dell'industria fine

Sarà il grafene il protagonista assoluto dell’industria fine  per i prossimi 10 anni. Settori strategici come la manifattura, l’elettronica, le telecomunicazioni, l’energia e il mondo biomedicale e della salute rappresentano i maggiori settori di mercato per questo strano materiale, adattabile, poco costoso ed estremamente resistente.
Quando fu scoperto nel 2004 da Andre Geim, professore di fisica dell’università di Manchester,  insieme a Konstantin Novoselov – i due presero il Nobelper la fisica nel 2010- fu evidente  di essere davanti a un materiale che avrebbe cambiato  il mondo, anche se fino a qualche anno fa veniva utilizzato soltanto nelle racchette da tennis. Negli ultimi quattro anni molto è cambiato e ora con il progetto Flagship Grafene la scommessa è quella di mettere sul mercato entro tre anni il prototipo per il trasferimento su larga scala all’industria. Flagship Grafene è il progetto europeo dedicato allo sviluppo  del grafene e  di altri  materiali bidimensionali al quale la UE destina i miliardo di euro e che vede l’Italia tra i primi coinvolti nell’iniziativa con 23 tra aziende e istituti tra cui CNR e IIT (Istituto italiano di tecnologia), Politecnico di Milano e Torino, Italcementi, Università (tra cui  Pisa , Trieste, Padova,Roma ).

Il grafene è un materiale “bidimensionale”, costituito da uno strato di atomi di carbonio legati uno con l’altro formando un reticolo esagonale. Ha proprietà straordinarie: è il materiale più sottile mai isolato, è 100 volte più resistente di un campione equivalente di acciaio ed è anche flessibile come la gomma. Lo si può allungare il 120 per cento della sua lunghezza e conduce l’elettricità 250 volte meglio del silicio, il materiale utilizzato attualmente in tutti i dispositivi elettrici. La sua struttura lo rende sostanzialmente trasparente ma è al tempo stesso impenetrabile: nemmeno l’elio, il gas nobile con gli atomi più piccoli, può attraversarlo.

 Le prospettive in Italia sono promettenti. Il prossimo passo sarà il coinvolgimento attivo di tutto il tessuto produttivo nazionale, grandi e piccole aziende, le cui realtà manifatturiere possono senza dubbio trarre vantaggio e al contempo contribuire allo sviluppo di questa affascinate tecnologia.

Con la roadmap, il futuro del grafene ha uno scenario di prodotti abbastanza chiaro: dispositivi elettronici completamente flessibili, dagli schermi alle batterie, le quali aumenteranno in efficienza, diminuendo in impatto ambientale; lo sviluppo di memorie RAM ad alta prestazione e capacità; nuovi materiali compositi con migliori proprietà termiche e meccaniche, quali flessibilità, robustezza e leggerezza. L’elettronica, per esempio, non sarà solo più leggera e tascabile, ma anche più “fredda”, cioè senza bisogno di ventole di raffreddamento perché il materiale disperde meglio il calore. I nuovi materiali potranno, inoltre, essere utilizzati per protesi biomediche a basso rigetto: dall’impianto osseo a quello cerebrale. Altri dispositivi potranno essere utilizzati nelle telecomunicazioni per trasmettere maggiore informazione in minore tempo.  IBM, uno dei maggiori produttori di chip semiconduttori in silicio, ha annunciato  pochi mesi fa di aver costruito il primo circuito integrato a base di grafene per i dispositivi wireless, che potrebbe permettere la produzione di cellulari più efficienti.

Si sta aprendo quindi uno scenario ampio e diversificato che entro dieci anni cambierà non poco anche le nostre abitudini e i nostri rapporti con la tecnologia.

Ludovica Carlesi Manusardi