Perché il grafene è importante?

Chimica del grafene

Il grafene è costituito da un foglio di atomi di carbonio disposti secondo schemi esagonali. PASIKA, Getty Images

Il grafene è una disposizione bidimensionale a nido d'ape di atomi di carbonio che sta rivoluzionando la tecnologia. La sua scoperta è stata così significativa che è valsa agli scienziati russi Andre Geim e Konstantin Novoselov il Premio Nobel per la Fisica 2010. Ecco alcuni motivi per cui il grafene è importante.

È un materiale bidimensionale.

Quasi ogni materiale che incontriamo è tridimensionale. Stiamo appena iniziando a capire come cambiano le proprietà di un materiale quando viene trasformato in una matrice bidimensionale. Le caratteristiche del grafene sono molto diverse da quelle del grafite , che è la corrispondente disposizione tridimensionale del carbonio. Lo studio del grafene ci aiuta a prevedere come potrebbero comportarsi altri materiali in forma bidimensionale.

Il grafene ha la migliore conduttività elettrica di qualsiasi materiale.

L'elettricità scorre molto velocemente attraverso il semplice foglio a nido d'ape. La maggior parte dei conduttori che incontriamo lo sono metalli , tuttavia il grafene è basato sul carbonio, un non metallo. Ciò consente allo sviluppo di elettricità di fluire in condizioni in cui potremmo non volere un metallo. Che condizioni sarebbero? Stiamo appena iniziando a rispondere a questa domanda!

Il grafene può essere utilizzato per realizzare dispositivi molto piccoli.

Il grafene conduce così tanta elettricità in uno spazio così piccolo che può essere utilizzato per sviluppare computer e transistor miniaturizzati super veloci. Questi dispositivi dovrebbero richiedere una minima quantità di energia per supportarli. Il grafene è anche flessibile, resistente e trasparente.

Apre la ricerca sulla meccanica quantistica relativistica.

Il grafene può essere utilizzato per testare le previsioni dell'elettrodinamica quantistica. Questa è una nuova area di ricerca poiché non è stato facile trovare un materiale che mostri le particelle di Dirac. La parte migliore è che il grafene non è un materiale esotico. È qualcosa che chiunque può fare!

Fatti sul grafene

• La parola 'grafene' si riferisce a un foglio a strato singolo di atomi di carbonio disposti in modo esagonale. Se il grafene si trova in un'altra disposizione, di solito viene specificato. Ad esempio, il grafene a doppio strato e il grafene multistrato sono altre forme che il materiale può assumere.
• Proprio come il diamante o la grafite, il grafene lo è un allotropo di carbonio. Nello specifico è costituito da sp^Dueatomi di carbonio legati che hanno una lunghezza di legame molecolare di 0,142 nm tra gli atomi.
• Tre delle proprietà più utili del grafene sono che è estremamente forte (da 100 a 300 volte più resistente dell'acciaio), è conduttivo (il più noto conduttore di calore a temperatura ambiente, con una densità di corrente elettrica di 6 ordine di grandezza superiore al rame) e è flessibile.
• Il grafene è il materiale più sottile e leggero conosciuto. Un foglio di grafene da 1 metro quadrato pesa solo 0,0077 grammi, ma è in grado di supportare fino a quattro chilogrammi di peso.
• Un foglio di grafene è naturalmente trasparente.

Potenziali usi del grafene

Gli scienziati stanno appena iniziando a esplorare i molti possibili usi del grafene. Alcune delle tecnologie in fase di sviluppo includono:

• Ricarica ultra veloce di batterie.
• Raccolta di rifiuti radioattivi per una più facile pulizia.
• Memoria flash più veloce.
• Strumenti e attrezzature sportive più forti ed equilibrati, come racchette da tennis .
• Touchscreen ultrasottili che può essere incollato su un materiale infrangibile.
• E-paper a base di grafene che può essere aggiornato con nuove informazioni.
• Dispositivi biosensori veloci ed efficienti 200 , per misurare la glicemia, il colesterolo e possibilmente il tuo DNA
• Cuffie con risposta in frequenza fenomenale .
• Supercondensatori che essenzialmente rendono le batterie obsolete.
• Nuovi rivestimenti impermeabili.
• Batterie pieghevoli .
• Aerei e armature più forti e leggeri.
• Aiutare la rigenerazione dei tessuti.
• Acqua salata purificante nell'acqua potabile.
• Dispositivi bionici che possono connettiti direttamente ai neuroni del tuo corpo .