Le nanotecnologie dal laboratorio alla possibile industrializzazione.
Con fondi stanziati dalla Ue, perché sennò "i privati" ci dormirebbero
sopra, in attesa di capire che cosa farsene...
Si occupasse più di queste cose, l'Unione europea avrebbe un senso. La Comunità Europea lancia oggi a Bruxelles la Flagship
'Graphene', uno dei due progetti scelti tra le iniziative dei
prossimi 10 anni. Il progetto viene finanziato con un miliardo di euro,
quasi un record per una nanotecnologia. Ma comunque una cifra
non immensa. Stupisce solo gli ingenui il fatto che una cifra così non
sia stata messa insieme da imprenditori privati. I quali, notoriamente,
preferiscono aspettare che "il pubblico" faccia le scoperte, anche sulle
modalità di industrializzazione, e solo dopo intervengono per rilevare i
brevetti e cominciare a far soldi. Senza correr rischi.
L'obiettivo
è sviluppare le potenzialità del grafene e di altri materiali
bidimensionali, producendo uno spettro di nuove tecnologie che possono
rivoluzionare molti settori industriali.
Il
Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) è tra i principali
coordinatori dell'iniziativa e guiderà le attività di Graphene dedicate
ai settori energetico e dei materiali compositi. Il progetto coinvolge
anche altri partner italiani quali Fondazione Bruno Kessler, Istituto
Italiano di Tecnologia, Università di Trieste, Politecnico di Torino,
Politecnico di Milano e STMicroelectronics.
Il
grafene ha innescato un'esplosione di attività scientifica fin dai
primi esperimenti che meno di dieci anni fa portarono alla sua scoperta,
premiati con il Nobel per la fisica nel 2010 a Andre Geim e Kostya
Novoselov. «'Graphene' è il più ambizioso programma di ricerca congiunto
mai messo in campo dalla Comunità Europea: coinvolge 126 gruppi di
ricerca tra enti, università e industrie in 17 paesi», evidenzia Luigi
Ambrosio, direttore del dipartimento Scienze chimiche e tecnologie dei
materiali del Cnr. «Le attività, suddivise in 15 aree strategiche,
seguiranno una roadmap che porterà il grafene dai laboratori di ricerca
alla vita di tutti i giorni con applicazioni in elettronica, ottica,
dispositivi flessibili, fino ai materiali compositi e alle batterie di
nuova concezione».
Fra i campi di
applicazione, ad esempio, l'elettronica di consumo veloce, resistente e
flessibile come 'la carta elettronica' o cellulari indossabili e
pieghevoli, aerei più leggeri ed energeticamente efficienti.
In
particolare, il Cnr coordinerà due attività strategiche. Le ricerche
dedicate ai materiali compositi saranno coordinate da Vincenzo Palermo
dell'Istituto per la sintesi organica e la fotoreattività (Isof-Cnr).
«Il grafene è il materiale più sottile che esista in natura», spiega il
ricercatore. «La sua forma, resistenza e stabilità possono essere
utilizzate per creare materiali mai visti prima, provocando una
rivoluzione simile a quella causata nel secolo scorso dall'utilizzo dei
polimeri per produrre plastica».
Per quali proprietà il graphene è così “rivoluzionario”?
Si tratta di una materiale artificiale, da fabbricare con macchinari non proprio semplicissimi, costituito da uno strato singolo di atomi di carbonio ordinati secondo la struttura della grafite;
può essere considerato come l'elemento finale della serie naftalene,
antracene, coronene, ecc. La parola grafene va quindi utilizzata per
indicare gli strati singoli di carbonio all'interno dei composti della
grafite. Il termine "strato di grafene" viene comunemente utilizzato
all'interno della terminologia del carbonio.
Nelle prime
applicazioni tentate, il grafene ha mostrato ottime caratteristiche come
conduttore, ed è quindi utilizzabile per la realizzazione di sistemi a semiconduttori. Nel 2010, un gruppo di ricerca della IBM è riuscito a realizzare un transistor al grafene con una frequenza di funzionamento massima di 100 GHz e lunghezza del gate di 240 nm; Nel 2011,
sempre IBM è riuscita a realizzare un transistor dello stesso materiale
con una frequenza di 155 Ghz e lunghezza del gate di 40 nm. Sempre nel 2010, all’UCLA, un altro test con il grafene ha toccato il record di velocità di un transistor raggiungendo i 300 GHz.
Un secondo tipo di applicazione, invece, potrebbe riguardare gli impianti di desalinizzazione dell'acqua. Un esperimento di osmosi inversa è stato infatti condotto negli Stati Uniti dai ricercatori del Massachussets Institute of Technology.
"La struttura molecolare peculiare del grafene consente di creare dei
fori di qualsiasi dimensione sulla sua superficie. Questo ci ha permesso
di far passare l'acqua da una parte e i sali dall'altra", hanno
spiegato i ricercatori sulla rivista dell'American Chemical Society.
"La dimostrazione di questo processo di osmosi inversa non è nulla di
nuovo, ma prima erano necessari equipaggiamenti ingombranti e un alto
consumo energetico. Tramite il grafene, invece, il processo di
desalinizzazione si può svolgere 1000 volte più velocemente e a un costo
energetico pari a zero".
(parti, nel finale, tratte anche da Wikipedia)
Fonte
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