Grafene: caratteristiche e potenzialità in diverse applicazioni
Il grafene, un’innovativa forma di carbonio con proprietà sorprendentemente eccezionali, attira l’interesse dei ricercatori del MIT che ne esplorano le potenzialità pratiche in svariati campi.
Questo materiale ha uno spessore equivalente a un singolo atomo con atomi di carbonio ibridati sp2 disposti in un reticolo cristallino esagonale. Il grafene costituisce la base di altre forme allotropiche del carbonio come la grafite, il diamante, i nanotubi di carbonio e i fullerene. È noto per la sua incredibile resistenza, risultando 200 volte più forte dell’acciaio, e la sua alta conducibilità termica ed elettrica.
I ricercatori Andre Geim e Konstantin Novoselov dell’Università di Manchester sono stati insigniti del Premio Nobel per la fisica nel 2010 per i loro studi sul grafene. Da allora, ulteriori ricerche hanno rivelato le notevoli potenzialità di questo materiale, spingendo gli scienziati a esaminarne le varie applicazioni.
Esperimenti condotti presso il MIT hanno evidenziato che le proprietà del grafene variano a seconda del materiale con cui entra in contatto. Questa caratteristica lo rende “attivabile” o “disattivabile” in termini di legami chimici, a seconda della sostanza di contatto. Ciò è attribuito alla sua struttura, influenzata dai campi elettrici degli atomi delle sostanze circostanti.
Queste proprietà offrono la possibilità di creare dispositivi con zone rivestite di grafene che reagiscono in modo differente a seconda del materiale che ricoprono. Questo potrebbe consentire la creazione di microapparati in grado di individuare tracce di sostanze chimiche e biologiche.
Ulteriori ricerche si concentrano sul comportamento del grafene a doppio strato rispetto a quello a singolo strato, poiché sembrano presentare comportamenti distinti.
Alcuni studiosi del MIT hanno sottolineato la possibilità di utilizzare il grafene come filtro per la desalinizzazione dell’acqua, grazie alla creazione di fogli con fori ottimali per impedire il passaggio delle molecole di sale e consentire il passaggio di quelle d’acqua.
Nonostante le numerose potenzialità, la sostituzione del silicio nei pannelli fotovoltaici con il grafene presenta ancora alcuni ostacoli da superare. Tuttavia, il futuro del grafene appare promettente e potrebbe aprire nuove possibilità nel campo dell’innovazione tecnologica, dell’ecosostenibilità e della qualità della vita.