Quasi per gioco, sei anni fa, due ricercatori russi, Kostya Novoselov (36 anni) e Andre Geim (51 anni), usando un normale nastro adesivo e un blocco di grafite (la stessa che sta al centro delle matite, carbonio puro), riuscirono a isolare il foglio più sottile del mondo: spesso quanto un solo atomo (di carbonio, naturalmente). Così impalpabile ed essenziale che viene considerato un materiale bidimensionale. Si chiama grafene.

Nessuno c'era riuscito prima. Non solo: molti credevano impossibile che un materiale così cristallino e sottile potesse essere stabile a temperatura ambiente. Il "gioco" dei due amici è stato premiato ieri con il Nobel per la fisica, un record per una ricerca così recente (pubblicata su «Science» nell'ottobre 2004) e per l'età di Novoselov: è il più giovane ricercatore ad avere preso il riconoscimento per la fisica dal 1973.

Meno facile, una volta "incollato" il sottilissimo strato di carbonio allo scotch, è stato capire che veramente si trattava di un unico strato di carbonio. Ma i due, oggi professori dell'università di Manchester, ci sono riusciti, lo hanno caratterizzato elettricamente mostrando che aveva le proprietà previste a tavolino. Oltre a essere una miniera di informazioni per la ricerca di base (ha eccezionali proprietà quantistiche), il grafene ha anche moltissime applicazioni pratiche: è il più forte materiale mai creato, 100 volte più dell'acciaio. Se si facesse un'amaca di un metro quadrato (fino a oggi sono riusciti a produrre fogli di 70 cm), sarebbe spessa quanto un atomo ma potrebbe reggere un gatto.

Come conduttore di elettricità funziona bene come il rame, e come conduttore di calore è eccezionale: il migliore. Inoltre è quasi trasparente, ma è così denso che nemmeno l'elio, il più piccolo gas atomico, può attraversarlo. Poiché è praticamente trasparente ma conduce elettricità, potrebbe essere usato per schermi tattili, o pannelli solari. Se inserito, nella plastica permetterebbe di fare materiali leggeri e sottili ma resistenti agli urti e alle alte temperature da usarsi nei satelliti, negli aerei o nelle auto. Inoltre «è già servito per creare transistor molto veloci: 300GHz, ma probabilmente si potranno raggiungere i teraherz», hanno detto gli esperti del comitato dei Nobel.

I computer allora diventeranno molto più veloci e consumeranno meno energia. Potrebbe anche essere impiegato per sequenziare il Dna o per costruire sensori sensibili anche ai più bassi livelli di inquinamento: la sua struttura perfettamente regolare e omogenea permetterebbe di individuare anche una singola molecola che vi aderisse. «Siamo all'inizio di un nuovo paradigma – ha detto Geim – è difficile capire cosa potremo fare con questo materiale. Immaginatevi 100 anni fa quando trovarono le fantastiche proprietà dei polimeri: nessuno sapeva cosa farci. Vent'anni dopo iniziò a diffondersi la plastica. Penso che il grafene ci potrebbe cambiare la nostra vita come fece la plastica».

In Italia sono in molti a lavorare 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 studia le applicazioni ambientali, per esempio i sensori, mentre a Trento l'Istituto per l'Officina dei Materiali (Iom-Cnr) indaga l'impiego nella diagnostica.

 

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