Il grafene è un materiale costituto da carbonio, nato per per caso in un laboratorio inglese.
Nel 2004 Andre Geim e Konstantin Novoselov, ricercatori all’Università di Manchester, mentre conducevano una serie di esperimenti su un cristallo di grafite (il minerale usato come mina per le matite) riuscirono ad isolare meccanicamente una foglia di grafene.
Si tratta del materiale più sottile al mondo, costituito da un solo, singolo, strato regolare e stabile di atomi di carbonio, e perciò convenzionalmente considerato bidimensionale: per ottenere un reticolo di grafene dello spessore di un millimetro sono necessari tre milioni di fogli.
Tuttavia un singolo foglio è cento volte più resistente dell’acciaio (pari al diamante) e sei volte più elastico. Inoltre è uno straordinario conduttore elettrico e termico.
I due fisici ottennero con i risultati del loro impegno il premio Nobel nel 2010.
Lo schema chimico del grafene come rappresentazione semplificata è il seguente
dove le palline sono gli atomi di carbonio e le barrette son i legami che li tengono uniti.
Nell’industria si stanno già provando impieghi nel campo dell’elettronica , delle batterie ,della produzione di energia fotovoltaica ed in molte applicazioni dove sono richieste caratteristiche meccaniche elevate e pesi ridottissimi.
Si stima che attualmente , con le tecniche adottate per produrlo, un Kg di grafene abbia costi di produzione intorno a 30.000-35000 €, ma le tecnologie in preposito sono in continua evoluzione , per cui alcuni operatori del settore ritengono che si potrebbe in tempi brevi giungere a costi intorno a € 500/kg.
Si tenga comunque conto che il grafene non è solo molto robusto, ma è anche estremamente leggero, con una densità di soli 0,77 mg/m2 (si pensi che 1m2 di normale carta pesa circa 100.000 volte tanto) . Un singolo strato di grafene, grande abbastanza da coprire un campo da calcio, peserebbe meno di 10g. L’articolo d’annuncio del premio Nobel parlava della grande robustezza del grafene dicendo che un’ipotetica amaca da 1m2 sarebbe stata in grado di sostenere un gatto da 4kg, pesando però solo come un suo singolo baffo,
Le proprietà del grafene sono certamente interessanti anche in campo nautico per iniziative che prevedano l’impiego di materiali ad alte caratteristiche atte ad ottenere prestazioni eccezionali anche se almeno nei primi tempi molto costose.