Nobel per la fisica al foglio di grafene

Andre Geim e Kostya Novoselov due scienziati russi sono saliti agli onori della cronaca con l'assegnazione del premio Nobel per la Fisica per la scoperta di un materiale dalle straodinarie proprietà. I ricercatori sei anni fa hanno utilizzato la tecnica del peeling che consiste nello strappare con un nastro adesivo gli strati di carbonio, fino a che non ne rimanga uno solo. In questo modo riuscirono a isolare il foglio più sottile del mondo, nessun altro prima era riuscito ad ottenere fogli dello spessore di singoli atomi.

Questo materiale viene chiamato grafene, dalla grafite, punto di partenza del processo, composta dall’impilamento di fogli di carbonio l’uno sopra l’altro ed è la forma che riscontriamo in natura.Ciò che i due neo Nobel hanno fatto è stato di capirne le caratteristiche peculiari per poterlo ottenerle, appunto dalla grafite, rendendolo disponibile in strati ultrasottili, adatti per una varietà di applicazioni.Ma capiamo meglio cos'è il grafene. E' un foglio sottile di atomi di carbonio, organizzati in una struttura “a nido d’ape” con proprietà molto particolari:

- dal punto di vista elettrico è un ottimo conduttore e può essere “funzionalizzato”, cioè reso semiconduttore, questo lo rende adatto a essere utilizzato nella microelettronica.

- ha anche una buona conducibilità termica, cosa che permette il suo impiego nei casi in cui c’è bisogno di estrarre velocemente calore da una fonte, come nella microelettronica stessa, dal momento che i circuiti scaldano.

- ha delle alte proprietà elastiche e meccaniche (come il diamante) e per questo può essere utilizzato individualmente nella nano meccanica, oppure dentro ad altri materiali per conferire loro proprietà meccaniche ed elastiche elevate.

-  è stato proposto come sostituto del silicio nell’elettronica. Grazie alla disposizione estremamente regolare degli atomi di carbonio nel grafene fa sì che le sue proprietà rimangano sostanzialmente inalterate anche se il foglio ha una dimensione molto piccola, quello che non succede con il silicio, che cambia radicalmente proprietà in queste condizioni. 

In Italia molti centri lavorano su questo materiale, per esempio il Laboratorio europeo per la spettroscopia non lineare (Lens) di Firenze e il laboratorio Nest (National Enterprise for nanoScience and nanoTechnology) nato da Scuola Normale di Pisa e Istituto di Nanoscienze del Cnr; l'Istituto di microelettronica del Cnr a Catania e Bologna, l'Istituto per l'Officina dei Materiali (Iom-Cnr) di Trento. Le applicazioni di questo materiale sono davvero molteplici, è un materiale rivoluzionario che cambierà la nostra vita proprio come fece la plastica.