Il nome grafene ricorda per assonanza la grafite. Con essa il grafene condivide molte caratteristiche: entrambe sono forme allotropiche del carbonio; entrambe trovano molti campi di applicazione nella vita di tutti i giorni, fin dalle mine delle matite. Pur avendo molta familiarità con essi, però, questi materiali non smettono di stupire.
Composizione e uso del grafene
Per definire il grafene si utilizza il concetto di forma allotropica, letteralmente la precisa forma che una sostanza può assumere. Questa sostanza, in particolare, è la forma del carbonio (un’altra è il miglior amico di una donna, il diamante!) che risulta possedere atomi ibridati sp2 disposti secondo 'celle' esagonali giacenti su di un unico piano.
Risulta pertanto essere quasi come ‘un sottile centrino di atomi di carbonio’.
Per le sue particolarissime caratteristiche, il grafene risulta essere ad oggi uno dei materiali più studiati dai fisici e dai chimici, interessati a capire come meglio utilizzarlo in campo applicativo. Esso, difatti, trova applicazione in moltissimi campi: dalla costruzione di nanotubi di carbonio impiegati in campo neurologico, dalla produzione di batterie innovative (che stanno pian piano sostituendo alle batterie al litio) all’utilizzo come elemento strutturale, rappresentando così una nuova frontiera per l’architettura.
Il materiale più nero
È interessante ricordare anche che il grafene è impiegato come materiale per la produzione di Vantablack che, ad oggi, è il 'materiale più nero esistente', capace di assorbire ben il 99,965% della luce visibile!
Giochi di luce
Un’altra caratteristica importante è quella di essere un ottimo conduttore termico ed elettrico, dovuto alla presenza degli orbitali 2p presenti sopra e sotto al piano della molecola.
Un recente studio dell’Università di Cambridge con il Politecnico di Milano e l'Istituto Italiano di Tecnologia ha portato alla scoperta una sua altra proprietà: se colpito con radiazione infrarossa produce un'intensa luce nel campo del visibile.
Questa radiazione elettromagnetica emessa dal materiale possiede una frequenza tripla rispetto a quella di partenza che giunge sul materiale stesso. Da questo studio è emerso che la luce visibile generata dal grafene può essere accesa oppure spenta applicando una tensione al materiale. Tale scoperta potrebbe essere rivoluzionaria nell’ambito delle telecomunicazioni perché dovrebbe portare allo sviluppo di nuovi dispositivi per le comunicazioni ottiche, utilissimi in quanto capaci (teoricamente) di poter elaborare un'enorme quantità di dati, grazie all’ampio intervallo di frequenze nel quale essi potrebbero operare.
Oltre a questa applicazione, lo studio apre la strada a nuovi orizzonti nell'ambito della spettroscopia, permettendo ai fisici e ai chimici di studiare sempre meglio gli spettri di emissione degli elementi intorno a loro.
