Il grafene:
materiale miracoloso per il nostro domani?

Il grafene è uno di quei materiali 2D, cioè costituiti da una pellicola spessa un solo atomo, chiamati anche nanomateriali, che si spera di poter usare nei prossimi vent’anni per trasformare il mondo, grazie alla nuove nanotecnologie. Il problema è... farlo, oppure isolarlo da altre materie. È stato isolato per la prima volta nel 2004. È costituito da uno strato di atomi di carbonio. Molti centri di ricerca stanno provando vari sistemi per isolarlo da materiali naturali, oppure produrlo sinteticamente, ma nessuno è ancora riuscito a produrlo in modo che sia abbastanza puro da avere le caratteristiche straordinarie che si ricercano: 200 volte più resistente dell’acciaio, resistente alle alte temperature, molto permeabile all’osmosi, perfetto conduttore di elettricità.  Altri materiali 2D su cui si accentra l’attenzione di ricercatori e investitori sono il fosforene e il germanene o silicene.                             

Fantascienza? No. Sono all’opera per sviluppare nano-materiali e realizzare prototipi di nuovi transistor o altri componenti necessari all’industria due grandi aziende pubbliche in Cina, il Lawrence Berkeley National Laboratory in USA, alcuni laboratori di università americane e coreane che operano in collegamento fra loro, centri di ricerca in Irlanda e Inghilterra e la Lockheed Martin. Quest’ultima società in particolare spera di riuscire a realizzare impianti di desalinizzazione dell’acqua a basso costo con filtri di grafene. Le regioni più popolate del pianeta hanno scarsità d’acqua,  con l’aumento della popolazione la scarsità diventerà drammatica, ma gli attuali impianti di desalinizzazione hanno un costo di gestione molto alto, perché utilizzano grandi quantità di energia per processare quantità d’acqua modeste. Un paese come l’India, ad esempio, non potrebbe permettersi di dare acqua alla popolazione desalinizzandola con i sistemi attuali. Filtri di grafene resistenti alle alte pressioni e molto permeabili per osmosi risolverebbero il problema.

Dai materiali 2D si spera anche la possibilità di realizzare batterie capaci di accumulare grandi quantità di energia in poco tempo, in poco spazio e con poco peso: questo permetterebbe finalmente lo sviluppo di automobili elettriche per uso di massa, ad esempio. I materiali 2D sono piuttosto instabili se esposti all’aria, e per ora non si riescono a sintetizzare o isolare con procedimenti poco costosi. Ma i ricercatori iniziano ad essere ottimisti: ogni anno si fanno nuovi esperimenti, che costituiscono passi avanti significativi.