Perché il grafene è importante?

Il grafene è una disposizione bidimensionale a nido d'ape di atomi di carbonio che sta rivoluzionando la tecnologia. La sua scoperta è stata così significativa che ha valso agli scienziati russi Andre Geim e Konstantin Novoselov il premio Nobel 2010 per la fisica. Ecco alcuni motivi per cui il grafene è importante.

È un materiale bidimensionale.

Quasi ogni materiale che incontriamo è tridimensionale. Stiamo appena iniziando a capire come le proprietà di un materiale vengono modificate quando viene trasformato in un array bidimensionale. Le caratteristiche del grafene sono molto diverse da quelle della grafite, che è la corrispondente disposizione tridimensionale del carbonio. Lo studio del grafene ci aiuta a prevedere come altri materiali potrebbero comportarsi in forma bidimensionale.

Il grafene ha la migliore conduttività elettrica di qualsiasi materiale.

L'elettricità scorre molto rapidamente attraverso il semplice foglio a nido d'ape. La maggior parte dei conduttori che incontriamo sono metalli, ma il grafene si basa sul carbonio, un metallo. Ciò consente allo sviluppo dell'elettricità di fluire in condizioni in cui potremmo non desiderare un metallo. Quali condizioni sarebbero quelle? Stiamo solo iniziando a rispondere a questa domanda!

Il grafene può essere utilizzato per realizzare dispositivi molto piccoli.

Il grafene conduce tanta elettricità in uno spazio così piccolo che può essere utilizzato per sviluppare transistor e computer miniaturizzati superveloci. Questi dispositivi dovrebbero richiedere una quantità minima di energia per supportarli. Anche il grafene è flessibile, forte e trasparente.

Apre la ricerca sulla meccanica quantistica relativistica.

Il grafene può essere utilizzato per testare le previsioni dell'elettrodinamica quantistica. Questa è una nuova area di ricerca poiché non è stato facile trovare un materiale che mostri particelle di Dirac. La parte migliore è che il grafene non è un materiale esotico. È qualcosa che chiunque può fare!

Fatti del grafene

• La parola "grafene" si riferisce a un foglio a strato singolo di atomi di carbonio disposti esagonalmente. Se il grafene è in un'altra disposizione, di solito è specificato. Ad esempio, il grafene a doppio strato e il grafene a più strati sono altre forme che il materiale può assumere.
• Proprio come il diamante o la grafite, il grafene è un allotropo del carbonio. In particolare, è fatto di sp² atomi di carbonio legati che hanno una lunghezza di legame molecolare di 0,142 nm tra gli atomi.
• Tre delle proprietà più utili del grafene sono che è estremamente forte (da 100 a 300 volte più forte dell'acciaio), è conduttivo (conduttore più noto di calore a temperatura ambiente, con una densità di corrente elettrica di 6 ordini di grandezza superiore al rame), e è flessibile.
• Il grafene è il materiale più sottile e leggero che si conosca. Un foglio di grafene da 1 metro quadrato pesa solo 0,0077 grammi, ma è in grado di supportare fino a quattro chilogrammi di peso.
• Un foglio di grafene è naturalmente trasparente.

Potenziali usi del grafene

Gli scienziati hanno appena iniziato a esplorare i molti possibili usi del grafene. Alcune delle tecnologie in fase di sviluppo includono:

• Ricarica ultrarapida delle batterie.
• Raccolta di rifiuti radioattivi per una più facile pulizia.
• Memoria flash più veloce.
• Strumenti e attrezzature sportive più forti e meglio bilanciati, come le racchette da tennis.
• Touchscreen ultrasottili che possono essere incollati su un materiale infrangibile.
• E-paper a base di grafene che può essere aggiornato con nuove informazioni.
• Dispositivi biosensori rapidi ed efficienti 200, per misurare la glicemia, il colesterolo e possibilmente il DNA
• Cuffie con risposta in frequenza fenomenale.
• Supercapacitor che essenzialmente rendono le batterie obsolete.
• Nuovi rivestimenti impermeabili.
• Batterie pieghevoli.
• Aerei e armature più forti e leggeri.
• Favorire la rigenerazione dei tessuti.
• Purificazione di acqua salata in acqua potabile.
• Dispositivi bionici che possono connettersi direttamente ai neuroni del tuo corpo.