Grafene, le cinque cose da sapere

Gli elogi, ben motivati, si sprecano. C’è chi lo descrive come il materiale del futuro, anche se la definizione più ricorrente e indovinata è un’altra: «Il materiale delle meraviglie». I più entusiasti sostengono che sia destinato a trasformare il mondo, a renderlo molto diverso da come lo conosciamo oggi. Tra annunci di applicazioni inedite e nuove scoperte, il grafene è diventato uno dei temi più interessanti del momento. Ecco una pratica guida per capire cos’è, quali sono le sue proprietà principali, i suoi possibili usi ma anche quali ostacoli potranno rallentarne una diffusione su scala globale.

CHE COS’È?
In due parole, è il materiale più sottile e allo stesso tempo in assoluto più resistente riproducibile su scala industriale. Ha lo spessore di un atomo di carbonio e una durezza paragonabile a quella di un diamante. Significa che uno strato è un invisibile foglio di carta con muscoli d’acciaio. Anzi, per l’esattezza, muscoli robusti 200 volte più dell’acciaio. La sua struttura, come si vede nell’immagine di apertura, è un reticolo di esagoni. Non è presente spontaneamente in natura, ma si ricava in laboratorio. Siamo infatti nel campo delle nanotecnologie, della materia forgiata in laboratorio.

QUALI SONO LE SUE PROPRIETÀ PRINCIPALI?
Sembra incredibile, ma sono tutte quelle che si possono desiderare. Si è detto delle sue dimensioni microscopiche e della sua forza da leone. Si aggiunga tanto di più: l’estrema flessibilità; la dote di condurre energia elettrica; la sua arrendevolezza, ovvero la capacità di lasciarsi plasmare a piacimento per ogni uso senza rischiare di romperlo; una leggerezza pressoché totale, com’è facile desumere; il talento di dissipare il calore. Per di più, è trasparente. Ultimo tassello di una duttilità senza pari.  

PER COSA VERRÀ USATO?
Nella tecnologia le potenzialità sono gigantesche. Da tempo si favoleggia di dispositivi che si ripiegano su se stessi, di fogli elettronici che si possono arrotolare o mettere in una tasca; di batterie dalla durata generosa e di chip potentissimi invisibili o quasi. Oppure, senza volare troppo in avanti con la fantasia, di cellulari piuma iper-performanti. Ecco, il grafene sarà la corazza e insieme il cuore pulsante di smartphone, tablet, computer, lettori di eBook del futuro. Ma è solo l’inizio: le sue applicazioni spaziano dal settore aereo a quello automobilistico, per avere vetture e velivoli leggerissimi (e resistenti, ovvio) che in quanto tali consumano pochissimo carburante; le incursioni possibili sono nel campo medico, della salute e della moda in senso lato: da tessuti con componenti elettronici invisibili, fino a preservativi sottilissimi e che non si rompono mai. Fantascienza? Niente affatto: la fondazione di Bill e Melissa Gates ha finanziato lo sviluppo di questi condom di nuova generazione. E a caccia di brevetti legati a questo materiale ci sono tutti i colossi dell’hi-tech, da Samsung a Apple fino a Ibm.  

QUANTO COSTA?
Arrivati a questo punto vi starete chiedendo, ragionevolmente peraltro, perché il grafene non ha ancora invaso le nostre vite. A maggior ragione perché se ne parla in modo diffuso dal 2010, ormai quattro anni fa, quando due ricercatori ricevettero il Premio Nobel per essere riusciti a isolarlo. Il problema è che, come tutte le innovazioni che non hanno ancora una forte riproducibilità, non possono beneficiare dei tagli di prezzo tipici delle economie di scala. In strati su una lamina viene venduto, lo scrive il Wall Street Journal, a circa 60 dollari per pollice quadrato (circa 43 euro per 6,5 centimetri quadrati). Per intenderci, sessanta volte in più del materiale usato per le parti elettroniche di dispositivi di fascia alta e seicento in più di quello necessario per assemblare i display touch screen. Obiettivamente troppo per arrivare al pubblico, se si esclude la schiera degli entusiasti e degli early adopter, quelli che vogliono le ultime novità senza badare a spese. Ricchi o disposti a fare debiti per pagare un prototipo anche il triplo, il quadruplo, il quintuplo di un modello tradizionale.    

COSA SUCCEDERÀ?
Gli analisti sono ottimisti. Molto. L’interesse a livello internazionale è troppo grande, i player che sono scesi in campo vari e affidabili, le potenzialità gigantesche per lasciarsele sfuggire. Senza dimenticare che i governi e le organizzazioni sovranazionali ci credono e ci puntano: solo l’Unione Europea ha finanziato con un miliardo di dollari un progetto per portarlo sul mercato. Dunque sì, è solo questione di tempo. Nel frattempo, sogniamo: avremo smartphone in grado di mantenere la loro autonomia per più di una settimana e caricarsi in appena 15 minuti; dispositivi che potranno essere immersi nell’acqua senza ossidarsi o danneggiarsi. Resistenti ma leggeri e flessibili. Caro grafene, fai presto.