Grafene: il materiale delle meraviglie per “radiografare” in sicurezza
Nel giro di appena dieci anni, con tutta probabilità, il grafene avrà modificato radicalmente e per sempre il nostro mondo: il materiale del futuro, che valse due anni fa il Nobel per la fisica ai suoi scopritori, è indicato a buon diritto come il potenziale motore della prossima rivoluzione tecnologica. Ottenibile solo in laboratorio, questo reticolo di carbonio dello spessore di un singolo atomo è duecento volte più forte dell'acciaio ma flessibile, è un ottimo conduttore sia termico sia elettrico, è quasi trasparente ma densissimo e praticamente impermeabile (neanche un atomo di elio può passare attraverso esso); ma, soprattutto, le sue possibili applicazioni non smettono di stupire gli scienziati.
L'ultima scoperta in questo senso proviene da un gruppo di ricercatori dell'Istituto nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (CNR NANO) che, in collaborazione con i colleghi delle Università di Cambridge e Montpellier, ha messo a punto un nuovo tipo di sensori in grado di sfruttare il grafene per rivelare le onde terahertz: in sostanza un tipo di radiazione elettromagnetica di poco superiore alle microonde in grado di attraversare una serie di materiali non conduttori e, dunque, utilissima nell'ambito di controlli su merci ed esseri umani perché penetra con facilità in abiti, bagagli e imballaggi ma non comporta alcun rischio per la salute. Poiché nel reticolo del grafene gli elettroni possono muoversi a velocità elevate, il materiale risponde in maniera «efficiente quando i suoi elettroni sono investiti da radiazione elettromagnetica, in particolare nello strategico intervallo di frequenze dei terahertz». Come hanno spiegato due tra gli autori della ricerca, Vittorio Pellegrini della Scuola Normale Superiore di Pisa e Andrea Ferrari dell'Università di Cambridge:
«Di fatto lo sfruttamento commerciale dei raggi terahertz, ad esempio per realizzare body scanner o controlli alimentari non distruttivi, è limitato dalle tecnologie di rivelazione che non sono abbastanza sensibili o veloci, o richiedono temperature bassissime.»« I nostri dispositivi sono in grado di eseguire imaging veloce su scala macroscopica e a temperatura ambiente e sono una dimostrazione pratica della nuova tecnologia resa possibile dal grafene».
La verifica sulla funzionalità dei sensori che sfruttano il grafene è stata effettuata su una scatola in cartone al cui interno erano posizionate capsule in alluminio contenenti caffè: l'immagine restituita era chiara, nitida e rendeva possibile visualizzare anche le intercapedini di aria tra una capsula e l'altra, confermando l'aspettativa degli studiosi. Da quando è stato scoperto il grafene, attorno al "materiale delle meraviglie" è nata una sorta di "febbre" per scoprirne tutti i possibili usi e ciascuna delle sue, pare illimitate, virtù: si fa a gara per rivelarne nuovi inaspettati "prodigi" e, contestualmente, c'è una sorta di corsa al brevetto. Proprio in questi giorni all'Unione Europea è stato presentato un progetto che coinvolge gruppi di ricerca, istituzioni e industrie con l'obiettivo di raccogliere risorse umane e finanziarie per potenziare la ricerca sul grafene e le sue sorprendenti applicazioni in settori strategici. Conclude Andrea Ferrari: «Nei prossimi mesi l'UE deciderà se erogare un finanziamento di un miliardo di euro: sarebbe un'importante opportunità per mantenere l'Europa leader non solo nella ricerca di base su questo materiale, ma soprattutto nelle sue applicazioni industriali». Se davvero in questo materiale è scritto il nostro futuro sarebbe un investimento irrinunciabile soprattutto, di questi tempi, per l'economia.
