Negli ultimi anni molta attenzione è stata rivolta al supermateriale grafene. Ma cos’è il grafene? Bene, immagina una sostanza che sia 200 volte più resistente dell'acciaio, ma 1000 volte più leggera della carta.
Nel 2004, due scienziati dell'Università di Manchester, Andrei Geim e Konstantin Novoselov, hanno “giocato” con la grafite. Sì, la stessa cosa che trovi sulla punta di una matita. Erano curiosi del materiale e volevano sapere se poteva essere rimosso in un unico strato. Quindi hanno trovato uno strumento insolito: il nastro adesivo.
"Si appoggia [il nastro] su grafite o mica e poi si stacca lo strato superiore", ha spiegato Heim alla BBC. Scaglie di grafite volano via dal nastro. Quindi piega il nastro a metà e incollalo sul foglio superiore, quindi separali nuovamente. Quindi ripeti questo processo 10 o 20 volte.
“Ogni volta i fiocchi si scompongono in scaglie sempre più sottili. Alla fine, sul nastro rimangono scaglie molto sottili. Dissolvi il nastro e tutto si dissolve.
Sorprendentemente, il metodo del nastro ha funzionato a meraviglia. Questo interessante esperimento ha portato alla scoperta di scaglie di grafene a strato singolo.
Nel 2010, Heim e Novoselov hanno ricevuto il Premio Nobel per la fisica per la scoperta del grafene, un materiale composto da atomi di carbonio disposti in un reticolo esagonale, simile alla rete di pollo.
Uno dei motivi principali per cui il grafene è così sorprendente è la sua struttura. Un singolo strato di grafene puro appare come uno strato di atomi di carbonio disposti in una struttura reticolare esagonale. Questa struttura a nido d’ape su scala atomica conferisce al grafene la sua forza impressionante.
Il grafene è anche una superstar elettrica. A temperatura ambiente conduce l'elettricità meglio di qualsiasi altro materiale.
Ricordi quegli atomi di carbonio di cui abbiamo parlato? Ebbene, ognuno di essi ha un elettrone in più chiamato elettrone pi greco. Questo elettrone si muove liberamente, permettendogli di condurre la conduzione attraverso più strati di grafene con poca resistenza.
Una recente ricerca sul grafene presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha scoperto qualcosa di quasi magico: quando si ruotano leggermente (solo 1,1 gradi) due strati di grafene fuori allineamento, il grafene diventa un superconduttore.
Ciò significa che può condurre elettricità senza resistenza o calore, aprendo interessanti possibilità per la futura superconduttività a temperatura ambiente.
Una delle applicazioni più attese del grafene è nelle batterie. Grazie alla sua conduttività superiore, possiamo produrre batterie al grafene che si caricano più velocemente e durano più a lungo rispetto alle moderne batterie agli ioni di litio.
Alcune grandi aziende come Samsung e Huawei hanno già intrapreso questa strada, con l'obiettivo di introdurre questi progressi nei nostri gadget di tutti i giorni.
“Entro il 2024, prevediamo che una gamma di prodotti a base di grafene sarà sul mercato”, ha affermato Andrea Ferrari, direttore del Cambridge Graphene Center e ricercatore presso Graphene Flagship, un’iniziativa gestita da European Graphene. L'azienda sta investendo 1 miliardo di euro in progetti comuni. progetti. L’alleanza accelera lo sviluppo della tecnologia del grafene.
I partner di ricerca di Flagship stanno già creando batterie al grafene che forniscono il 20% in più di capacità e il 15% in più di energia rispetto alle migliori batterie ad alta energia di oggi. Altri team hanno creato celle solari a base di grafene che sono più efficienti del 20% nel convertire la luce solare in elettricità.
Sebbene ci siano alcuni dei primi prodotti che hanno sfruttato il potenziale del grafene, come le attrezzature sportive Head, il meglio deve ancora venire. Come ha notato Ferrari: “Parliamo di grafene, ma in realtà parliamo di un gran numero di opzioni allo studio. Le cose si stanno muovendo nella giusta direzione”.
Questo articolo è stato aggiornato utilizzando la tecnologia dell'intelligenza artificiale, verificato i fatti e modificato dagli editori di HowStuffWorks.
Il produttore di attrezzature sportive Head ha utilizzato questo straordinario materiale. La loro racchetta da tennis Graphene XT afferma di essere più leggera del 20% a parità di peso. Questa è una tecnologia davvero rivoluzionaria!
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Orario di pubblicazione: 21 novembre 2023