È il decennio del Grafene o del Germanene?

Nella sua storia, l’uomo ha sempre basato la sua sopravvivenza sulla capacità di scoprire materiali nuovi e nello sviluppare nuove metodologie per trasformarli. Tanto è vero che le epoche che hanno caratterizzato lo sviluppo della civiltà sono classificate in base al materiale più utilizzato e più innovativo del periodo. Si è quindi passati dall’età della pietra in cui si è sviluppata la capacita di scheggiare e lavorare soprattutto la selce all’età del bronzo quando, dopo un periodo di utilizzo del più «tenero» rame, si sono poste le prime basi della metallurgia e infine all’età del ferro scoprendo e utilizzando la lega ferro-carbonio che ancora oggi caratterizza enormemente il nostro sistema produttivo e la nostra civiltà (c’è infatti chi sostiene che stiamo da alcuni secoli vivendo nell’età dell’acciaio). Tuttavia negli ultimi due secoli numerosi nuovi materiali sono venuti a far parte della nostra vita, basti pensare all’alluminio e ai materiali polimerici in generale. Ma, se ci riflettete, nessuno di questi ha veramente sconvolto la nostra esistenza: si sono ottenuti prodotti più leggeri, forse più performanti ma raramente ci siamo trovati di fronte a qualche cosa di veramente rivoluzionario. Forse un posto speciale merita il silicio che ha permesso di ridurre enormemente le dimensioni e i consumi dei dispositivi elettronici rendendo di fatto possibile la rivoluzione informatica. Nell’ultimo decennio è venuto impetuosamente alla ribalta un nuovo materiale, il grafene che ha permesso a Andre Geim e Konstantin Novoselov dell’Università di Manchester, suoi scopritori nel 2004, di ottenere il premio Nobel per la Fisica nel 2010. Questo innovativo prodotto è costituito da atomi di carbonio disposti in modo da formare esagoni regolari su un piano monoatomico, ha quindi lo spessore di un atomo (centomila volte più sottile del diametro di un capello umano), probabilmente si tratta della più sottile lamiera mai costruita! Oltre a essere sottilissimo è anche molto flessibile, assolutamente trasparente ed ha la resistenza meccanica tipica del diamante quindi molto più performante dell’acciaio. Inoltre è un ottimo conduttore di calore e di elettricità e (strano ma vero!) non è particolarmente costoso. Le sue possibili applicazioni sono infinite tant’è vero che nel giugno 2008 il suo ideatore Andre Geim ha illustrato le sue ricerche sulla rivista «Le Scienze» in un articolo, dal titolo «Le meraviglie del grafene«! Sarà (forse lo è già!) possibile costruire batterie sempre più piccole e performanti con evidenti vantaggi nel campo dei dispositivi elettronici portatili e della trazione elettrica, quindi in definitiva per l’ambiente. Altre applicazione nel campo oculistico con la realizzazione di sottilissime lenti a contatto all’infrarosso che permetteranno di vedere anche al buio! Oppure nel realizzare vetri che non si sporcano (che gioia per chi li deve abitualmente pulire). Infine è possibile, ma con molte difficoltà, costruire transistor. E tante altre ancora come è descritto in un articolo del presente numero della nostra rivista. Ci apprestiamo quindi a entrare nell’era del grafene? Forse no, è recentissima la notizia della realizzazione di un suo cugino, il germanene. Anch’esso è sottilissimo (uno strato di atomi di germanio) dalle caratteristiche molto simili al grafene, il suo grande pregio è di essere un materiale semiconduttore e quindi potenzialmente utilizzabile in modo semplice (al contrario del grafene) per la realizzazione di transistor e quindi di circuiti integrati che amplia immensamente le sue possibili applicazioni. Al momento il germanene è ancora molto costoso, ma domani chissà? Che dire? Penso che in tempi sempre più brevi saranno scoperti molti nuovi materiali. Forse d’ora in poi dovremo abituarci a definire i decenni invece che le ere, avremo quindi: il decennio del grafene, il decennio del germanene, … e poi si vedrà! Infine auguro tutti voi, carissimi lettori, e ai vostri cari tanti auguri di buone feste. A risentirci il prossimo anno.

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