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L’investimento dell’Europa nel grafene

Il grafene, il primo materiale bidimensionale al mondo, possiede proprietà uniche ed eccezionali. Un’importante iniziativa finanziata dall’UE ha sviluppato il materiale e la sua applicazione in una miriade di nuove tecnologie.

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Il grafene è un materiale conosciuto: la «mina» nelle matite è in effetti grafite, che è composta da molti strati di grafene impilati l’uno sull’altro. In seguito all’isolamento per la prima volta di un singolo strato atomico nel 2004 da parte di Andre Geim e Konstantin Novoselov all’Università di Manchester, gli scienziati hanno scoperto che i singoli strati di grafene possiedono proprietà eccezionali, fra cui la conduttività termica più alta rispetto a qualsiasi materiale conosciuto, oltre a un’elevata resistenza e conduttività elettrica. Per di più, il grafene è impermeabile, trasparente e flessibile e combinazioni di queste proprietà possono essere applicate a molti settori differenti. L’obiettivo dell’iniziativa Graphene Flagship, finanziata dall’UE, è portare il grafene e materiali affini (GRM) fuori dal laboratorio e nella società, sotto forma di nuovi prodotti stimolanti e versatili. L’iniziativa mira a contribuire alla crescita economica dell’Europa attraverso la creazione di nuove opportunità di lavoro. Un investimento significativo Si tratta della più grande iniziativa di ricerca dell’UE: con una durata di 10 anni e un bilancio di un miliardo di euro, rappresenta una nuova forma di ricerca coordinata e congiunta su una scala senza precedenti. È finanziata congiuntamente da Commissione europea, Stati membri e paesi associati, con oltre 150 gruppi di ricerca in 23 paesi che coinvolgono mondo accademico, istituti di ricerca e settore industriale. «Le attività di ricerca coprono l’intera catena del valore dalla produzione dei materiali alle tecnologie dei componenti, fino all’integrazione del sistema spaziando da componenti elettronici oppure optoelettronici a materiali compositi, batterie e rivestimenti», osserva il prof. Jari Kinaret, direttore dell’iniziativa Graphene Flagship. Nella fase attuale del programma Flagship (chiamata Core2), che si svolge tra il 2018 e il 2020, sono in fase di svolgimento sei progetti di punta che si concentrano su un’ampia gamma di settori di applicazione, ma mirano tutti a sviluppare prodotti nuovi o migliorati con GRM. Il movimento verso un livello superiore di maturità tecnologica risulta evidente dopo il lancio da parte delle organizzazioni partner di sei imprese spin-off basate sul loro lavoro, che garantiscono così più di 20 milioni di euro in fondi di capitale di rischio. «È abbastanza difficile scegliere i punti salienti tra i singoli risultati», afferma il prof. Kinaret, «ma citerei i sistemi di comunicazione estremamente rapidi, quali ad esempio i fotorivelatori molto veloci e un commutatore fotonico per i sistemi di comunicazione 5G». Ulteriori esempi includono una combinazione di diverse tecnologie scalabili verso l’alto per produrre fiocchi di grafene mediante procedimento elettrochimico o esfoliazione con forze di taglio, che sono già stati commercializzati entrambi. Importanti benefici L’iniziativa promuove anche la sostenibilità, dato che i ricercatori sono al lavoro su molte tecnologie connesse con l’energia rinnovabile. «Per esempio, stiamo sviluppando una fattoria solare a Creta e tecnologie per lo stoccaggio dell'energia fondamentali per la mobilità elettrica», spiega il prof. Kinaret. «Più in generale, molte delle tecnologie su cui stiamo lavorando riducono il consumo di energia rendendo possibile la produzione di automobili e aeroplani più leggeri. Per di più, stiamo sviluppando un’ampia gamma di sensori per applicazioni ambientali e mediche». Le eccezionali proprietà termiche e di resistenza del grafene lo rendono ideale per migliorare le prestazioni di applicazioni nel settore aerospaziale e dei satelliti. Quando è combinato con compositi o plastiche, il grafene ha prestazioni estremamente buone in termini di robustezza generale, resistenza del materiale e conduttività termica. Il grafene risulta anche utile in innovative applicazioni per la diagnosi e il trattamento, come ad esempio la somministrazione dei farmaci e i biosensori. L’Europa è adesso un soggetto importante nella rivoluzione del grafene. «Portando il grafene dal campo dei laboratori accademici fino a quello della società, la Graphene Flagship mira a generare crescita economica, nuovi posti di lavoro e nuove opportunità per gli europei, sia come investitori che come dipendenti», conclude il prof. Kinaret.

Paesi

Svezia