Nel 2004, due ricercatori russi, Andre Geim e Kostya Novoselov, riuscirono quasi per gioco a isolare il materiale più sottile al mondo: uno strato di atomi di carbonio disposti in una struttura a nido d'ape. Per questo gioco fu loro assegnato nell'ottobre del 2010, il Nobel per la Fisica. Dalla sintesi del loro studio fu realizzato il grafene, uno strato monoatomico di atomi di carbonio dalla struttura cristallina disposti a celle esagonali. E' super resistente, flessibile, un super conduttore di elettricità e calore, trasparente ma impenetrabile.
Le migliori applicazioni del grafene nell'industria si concentrano, infatti, nel migliorare la conducibilità elettrica, la stabilità termica, l'elasticità e la resistenza alla trazione. E' applicabile nel campo delle energie rinnovabili, nell'industria del laser e della fotonica super veloce, ma anche nella costruzione di transistor FET ad alte prestazioni, nella fabbricazione di conduttori ed elettrodi trasparenti, di componenti elettronici flessibili e curvabili, di semiconduttori. Il grafene non è tossico e questa sua caratteristica è un motivo in più per investire.
Nel settore del fotovoltaico si progettano celle solari di nuova generazione, da stampare e indossare su una t-shirt perché il grafene è ultrasottile e flessibile: si sta lavorando per creare speciali celle fotovoltaiche organiche.
Le attenzioni dell'elettronica si concentrano su chip e semiconduttori sempre più veloci, dalle dimensioni e dal consumo energetico ridotti, ma si pensa anche a touchscreen ultrasottili trasparenti, oltre all'uso nel campo dell'illuminazione o a membrane di trasmissione nei microscopi elettronici.
Sono stati individuati effetti antibatterici del grafene e questa sua proprietà spinge la ricerca a produrre nano carta antibatterica per l'uso alimentare, per la conservazione dei cibi, per la cura del corpo o per produrre calzature.
Nel campo della fisica quantistica si prevede una rivoluzione del calcolo elettronico e la super resistenza del grafene può far pensare ad altri impieghi nell'industria (ad es. l'edilizia e le costruzioni). Le molecole del carbonio si legano tra loro con estrema solidità e ciò può essere oggetto di studio per realizzare nuovi materiali super resistenti e isolanti.
I costi per sintetizzarlo sono alti ma la ricerca punta a disporre del grafene per impieghi pratici unendo sempre di più le forze pragmatiche della sperimentazione scientifica e dell'industria tech. Per assistere ad una vera e propria alternativa al silicio, l'impiego ufficiale del grafene dovrà attendere almeno un decennio, a quanto riferisce Carolin Kranz del colosso tedesco Basf. Il prossimo, concreto passo punterà sulla realizzazione di super condensatori per immagazzinare l'energia con l'obiettivo di accrescere la capacità e la durabilità delle batterie, da una parte, e ridurre la loro dimensione, dall'altra.
Restiamo in attesa di sapere in che modo, in quali termini e quantità l'industria sarà capace di produrre il silicio (e non solo) del futuro.
Nella corsa allo sviluppo tecnologico basato sull'impiego del grafene, ricordiamo il progetto europeo Graphene Flagship Project, che conta 23 partner italiani tra società, centri di ricerca e università. La Commissione Europea, presentando il Graphene Flagship Project, ha annunciato che con un investimento di un miliardo di euro l'Europa si ritiene pronta ed impegnata a realizzare, attraverso la ricerca scientifica, prodotti commercializzabili.
