Volete vincere un Nobel e scoprire un materiale con praticamente tutte le proprietà migliori? Prendete una matita e un rotolo di scotch. Sul serio.

La mina della matita è principalmente grafite, una forma di carbonio fatta di strati di atomi organizzati in cellette esagonali, o “a nido d’ape”. Gli atomi sullo stesso strato sono legati fortemente tra loro, ma molto meno con quelli degli strati sopra o sotto. Perciò, quando scriviamo, un po’ di strati si sfilano dalla punta e si attaccano alla carta.

CC-BY-SA AlexanderAlUS via commons

La fantascientifica tecnologia con cui hanno scoperto il grafene
credit: WikimediaImages/pixabay

Se vi pare che “grafite” suoni come “grafene” è perché sono praticamente la stessa cosa. Infatti, Andre Geim e Kostantin Novoselov, che hanno vinto il Nobel per aver creato il grafene per la prima volta, l’hanno prodotto appiccicando e strappando tante volte dello scotch a strati di grafite. Ogni volta, lo scotch si portava via qualche strato, finché non ne è rimasto uno solo, spesso appena un atomo.

Siccome è così sottile, il grafene ha solo le proprietà del singolo strato di carbonio, senza interferenze dagli altri. Perciò ha la versione turbo di tutte le proprietà, invece di quella indebolita della grafite.

Ad esempio, gli atomi di carbonio hanno quattro elettroni a cui è disposto a rinunciare. In un foglio di grafene, ogni atomo con tre vicini con cui condividere gli elettroni, sicché ne resta uno relativamente libero di andarsene in giro. Questo rende il grafene un eccellente conduttore elettrico. Se gli elettroni fossero impegnati a collegare diversi strati (come nella grafite), il materiale condurrebbe meno.

In più, essendo così sottile, il grafene è molto trasparente e leggerissimo. Ma, grazie ai forti legami tra i suoi atomi, è anche estremamente resistente (molto più dell’acciaio).

Grazie alle sue fantastiche proprietà, il grafene è il protagonista di innumerevoli ricerche nella scienza dei materiali. Dalle celle fotovoltaiche ai dispositivi elettronici, non si può chieder di meglio che un materiale conduttore, resistente e che si può usare per gli schermi touch.

Realizzare fogli grandi abbastanza, però, non è semplice, quindi ci vorrà un po’ prima di vederne applicazioni industriali.

E se ancora volete quel Nobel, temo che la strada della matita e dello scotch ormai sia stata usata.

Per saperne di più

 

Cover photo: Graphene, CC-BY-NC-SA Martin Griffiths/flickr

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