4 domande scomode sul grafene

Jari Kinaret @ NanotechItaly 2013: 4 domande scomode sul grafene

Il direttore della EU Future Emerging Technology Flagship sul grafene presenterà lo stato dei lavori, finalizzati a convertire l’eccellenza scientifica in impatti tecnologici

Definito recentemente “il materiale del futuro”, il grafene (che altro non è che carbonio, striscette bidimensionali di carbonio di dimensioni nanoscopiche) promette di rivoluzionare la fisica e l’elettronica grazie a una conducibilità elettrica, una resistenza e delle caratteristiche ottiche e termiche eccezionali.

Dopo l’innovativa ricerca condotta da Andre Geim e Konstantin Novoselov (che nel 2010, proprio grazie a questi studi, hanno vinto il premio Nobel per la fisica), l’interesse e le aspettative per le potenziali applicazioni di questo materiale, soprattutto nei settori elettronico e biomedicale, sono enormi. Per questo motivo, l’Unione Europea ha scelto proprio il progetto Graphene (insieme a quello sullo Human Brain) come iniziativa di punta per costruire il futuro della tecnologia e dell’innovazione in Europa.

Durante NanotechItaly 2013 – Key Enabling Technologies for Responsible Innovation(Venezia, 27-29

novembre 2013) sono previsti due momenti dedicati al grafene: una lezione introduttiva, nella mattinata del mercoledì 27 novembre, tenuta da Jari Kinaret , direttore della Graphene Flagship, e un workshop, nel pomeriggio di giovedì 28 novembre, dedicato al grafene di seconda generazione (Second Generation Graphene: Opportunities and Challenges ), organizzato dai professori Gaetano Granozzi e Michele Magginidell’Università di Padova. «La nostra vuole essere una chiamata alla comunità scientifica italiana che si interessa al grafene e alle prospettive tecnologiche che esso offre, per fare il punto sulla partecipazione dell’Italia all’interno della flagship e per mostrare quali siano le eccellenze italiane in questo campo», spiega Granozzi.

In attesa di incontrareJari Kinaret a NanotechItaly 2013, gli abbiamo fatto alcune “domande scomode” sul grafene…

Quali aree del mondo saranno le prime a essere pronte per una produzione di massa di grafene? A suo parere, il prezzo unitario del grafene avrà una riduzione significativa, o sarà relativamente lenta, come per gli altri prodotti derivati dal carbonio?

«Ci sono molti tipi diversidi grafene, per qualità e dimensione. La prima tipologia di grafene disponibile in commercio, quella che si ricava dall’esfoliazione della grafite, ha la forma di “fiocchi” di grafene abbastanza piccoli, adatti, ad esempio, a materiali compositi e inchiostri conduttivi. Il prezzo di questo materiale è già piuttosto basso e viene prodotto su scala quasi industriale.

Per applicazioni più impegnative in ambito elettronico e optoelettronico, grandi quantità di grafene possono essere prodotte, per esempio, tramite Chemical Vapour Deposition (CVD). Questo materiale è ancora piuttosto costoso, dal momento che il costo di investimento per allestire una linea di produzione CVD è abbastanza alto, ma i costi di gestione sono relativamente bassi, il che lascia sperare che il prezzo scenderà con l’aumento della domanda. In termini di caratteristiche elettriche, il grafene prodotto dal carburo di silicio (SiC) è di qualità superiore a quello attualmente prodotto via CVD – sebbene le performance di quest’ultimo vengano migliorate costantemente – ma mi aspetto che questa tecnica rimanga piuttosto costosa, dato che è il materiale di partenza, il carburo di silicio, a essere costoso.

Quindi mi aspetto che una produzione di massa venga avviata prima per materiali che si basano sui nanoflakes e che verranno usati per nanocompositi e batterie, seguiti, in aree in cui vi è una grande spinta tecnologica che fa salire la domanda, dal grafene prodotto tramite CVD. Il vero e proprio boom della tecnologia potrà arrivare dai display flessibili o da altri prodotti di consumo. Il grafene di altissima qualità prodotto dal carburo di silicio per applicazioni elettroniche avanzate rimarrà costoso per un bel po’ di tempo».

In quale settore ci sarà il più grande indice di sviluppo per il grafene?

«Lo sviluppo del grafene nei diversi settori è strettamente legato alla fornitura dei materiali e alle opportunità del mercato. È probabile che le prime applicazioni siano nanocompositi per settori di nicchia come le attrezzature sportive, mentre la svolta su larga scala avverrà probabilmente attraverso prodotti come display flessibili e touchscreen dai molteplici usi in una vasta gamma di prodotti finali. Parallelamente a queste applicazioni elettroniche, mi aspetto che si evolva in varie aree tecnologiche il grafene come membrana ultrasottile».

Secondo voi, l’opinione pubblica vedrà il grafene come una rivoluzione positiva, o no (come è successo ad esempio per gli OGM)?

«Credo che il rischio di assistere a una reazione simile a quella che abbiamo sperimentato per la tecnologia OGM sia relativamente basso. Per vari motivi, la tecnologia del grafene ci è molto familiare: chiunque abbia masticato una matita sui banchi di scuola ha probabilmente ingerito un po’ di grafene. Naturalmente, come per ogni nuovo materiale, abbiamo bisogno di conoscere possibilità e limiti del grafene e di materiali affini, e sviluppare i modi più adatti a gestirli».

 NanotechItaly 2013