Perché il grafene non ha conquistato il mondo…ancora | Verge Science

Il grafene è una forma di carbonio che potrebbe portarci armature antiproiettile e ascensori spaziali, migliorare la medicina e rendere internet più veloce – un giorno. Negli ultimi 15 anni, i consumatori hanno sentito parlare di questo materiale meraviglioso e di tutti i modi in cui potrebbe cambiare tutto. Ma è davvero quasi arrivato, o è un’altra promessa che è perennemente solo un altro passo avanti?

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– Potrebbe non sembrare, ma sto creando uno dei più forti e più versatili materiali sulla Terra, il grafene.

Probabilmente ne avrete sentito parlare. Il grafene ha fatto grandi notizie nel 2004, e da allora ha bussato alle notizie scientifiche.

– Una corsa globale al grafene.

– Sai, non è solo limitato a una piccola cosa.

– Una delle più grandi scoperte del 21esimo secolo.

– Il grafene potrebbe essere la chiave per un sacco di tecnologie strabilianti.

– Ma è successo quasi 15 anni fa. Dove sono tutte le meraviglie del grafene che ci erano state promesse? Le armature antiproiettile, i circuiti di grafene, gli aerei ultraleggeri, le medicine al grafene, un ascensore spaziale?

– Quindi la prossima volta che l’uomo la prossima volta che l’uomo camminerà sulla luna, forse prenderà l’ascensore ascensore per arrivarci.

– Chiaramente, un sacco di ronzio intorno a questo materiale non è mai andato da nessuna parte. Ma il grafene esiste. Gli ingegneri sono andati a a produrne un granello alla volta, a produrlo a barili.

– Vuoi provare a raccoglierlo?

– Sì, certo (e prende un barile pieno di grafene, sollevandolo con facilità).

– Quindi la rivoluzione del grafene che ci è stata promessa potrebbe essere già in movimento.

– Si può allungare e tirare, e in effetti, un buon modo per visualizzarlo, è che se si avesse un foglio abbastanza grande di grafene puro, si potrebbe reggere un pallone da calcio su un solo strato atomico, ed è pazzesco.

– Joseph Meany è un chimico analitico, ed è coautore di un libro sulla promessa del grafene.

Ci ha spiegato che il grafene è solo carbonio, come il carbone, la grafite o il diamante. La differenza sta nel modo in cui gli atomi di carbonio sono legati insieme, e nella forma unica che il materiale assume.

– Quindi è solo un foglio di un singolo atomo, non c’è una dimensione z di cui parlare nel grafene.

E questi atomi di carbonio sono disposti in esagoni intrecciati o tassellati, un po’ come la rete metallica che circonda un pollaio. I legami tra gli atomi di carbonio sono in realtà estremamente forti.

– Nel 2004, dei ricercatori nel Regno Unito hanno scoperto che potevano produrre grafene con alcuni strumenti incredibilmente semplici. Un pezzo di un particolare tipo di grafite e del nastro adesivo standard.

– Sì, era solo un pezzo molto grande che si poteva tenere in mano, hanno preso il nastro e l’hanno appoggiato sulla superficie della grafite e l’hanno semplicemente sollevato.

– Da lì, hanno usato prodotti chimici per dissolvere il nastro, e sono rimasti con piccoli fiocchi di grafene con proprietà notevoli.

È incredibilmente leggero, ma anche incredibilmente forte. È flessibile, ed è un conduttore di elettricità altamente efficiente.

I ricercatori hanno vinto un premio Nobel nel 2010 e, oggi, nel 2018, letteralmente tutto ciò che ci circonda è costruito o migliorato con il grafene. Ok, non proprio.

– Sì, penso che che sia molto facile per i media e per la stampa cogliere qualsiasi nuovo sviluppo scientifico o tecnologico come qualcosa che sarà trasformativo; sapete, gli scienziati arrivano con questi incredibili nuovi materiali e poi tutto cambia, e naturalmente non succede mai davvero in questo modo.

– Phillip Ball è un giornalista giornalista che ha scritto molto sulla macchina della pubblicità del grafene. E gli ho chiesto di gettare un po’ di acqua fredda su questa storia.

– Pronto?

– Salve, parlo con Phillip Ball?

– Sì, sono io.

– Ciao, come va? Sono Cory, chiamo da The Verge.

– Ciao, ciao, Cory.

Naturalmente con ogni nuova tecnologia, la realtà è che generalmente ci vogliono anni per svilupparla. Sarebbe irragionevole aspettarsi che il grafene trasformi le nostre vite da un giorno all’altro.

– La battaglia in salita per qualsiasi nuovo materiale è che non può essere semplicemente migliore della tecnologia esistente, deve essere molto meglio. Phillip dice che questo è il problema del grafene che sostituisce il silicio nell’elettronica.

– Certamente ci sono aziende che stanno esplorando il suo uso come materiale elettronico conduttivo.

Ma naturalmente abbiamo già abbiamo già tali materiali, e il grafene ha davvero, deve avere grandi vantaggi rispetto a quello che abbiamo già se vuole rimpiazzare quello che è già ben consolidata, matura, tecnologia.

– Ma questo non vuol dire che il grafene non è andato da nessuna parte in 15 anni. Abbiamo trovato alcuni ingegneri che stanno producendo materiali con il grafene oggi, materiali che un giorno potrebbero persino finire nelle navi spaziali.

L’azienda è la Vorbeck Materials, e il loro presidente, John Lettow, mi ha mostrato fin dove sono arrivati con la produzione di massa di grafene, e ci ha dato un campione gratuito. Letteralmente è come se galleggiasse nella fiala.

– E quindi se lo apri, puoi tirare fuori, questo è una sacchetto di circa 1,5 chilogrammi di grafene che entra in un contenitore da 30 galloni. Quindi è molto leggero, molto voluminoso, nel suo stato grezzo.

– Vorbeck sta introducendo la sua polvere di grafene a tutti i tipi di prodotti industriali e prodotti di consumo, come i tag RFID, l’abbigliamento e persino la gomma.

Così si prende il grafene, lo si fonde con la gomma, e la gomma che usano, una sorta di grandi frullatori quasi, che battono la gomma intorno, mescolano il grafene in essi, e ciò che si ottiene mescolando il grafene con la gomma è altissima capacità di temperatura, e anche resistenza molto alta.

– Pensando a un’applicazione per questo, hai parlato di navi spaziali, giusto?

– Esatto.

– Stai passando da temperature estremamente alte a temperature estremamente fredde nello spazio esterno, e non vuoi una gomma che si espanda e si contragga e perda la sua forza nel tempo.

– Esattamente.

– Questo materiale non lo farà?

– Esattamente.

– E, sul fronte dell’elettronica, Vorbeck ha creato inchiostri a base di grafene che possono essere stampati in massa su macchine da stampa standard.

Quando sono stampati su tessuti impermeabili, possono essere lavati, riscaldati, stirati, stropicciati e attorcigliati, senza danneggiare i circuiti.

Questo è estremamente promettente per il futuro dell’elettronica indossabile basata sul grafene, che John dice che dovremmo aspettarci per il 2021.

– Quello che speriamo davvero è che possiamo camminare in una stanza, tra cinque anni, e la maggior parte delle persone in quella stanza avrà un articolo di abbigliamento che ha l’elettronica indossabile in grafene.

– Quindi ci sono grandi cose con il grafene, dobbiamo solo avere pazienza, e non possiamo credere a tutto ciò che leggiamo al riguardo. E per quel che vale, ci siamo già passati.

– È questa specie di nozione di lunga data di un materiale meraviglioso. Penso che risalga all’alba dell’era della plastica negli anni ’20 e ’30.

Sapete, avete visto tutti gli stesso tipo di promesse fatte per loro, che sarebbero stati questi materiali prodigiosi che avrebbero fatto tutto.

– Voglio solo dirvi una parola, solo una parola.

– Sì, signore?

– Mi sta ascoltando?

– Sì, signore.

– Plastica.

– La plastica, sai, ha chiaramente avuto un impatto enorme e fa tutti i tipi di cose utili, ma ha anche i suoi limiti.

Credo che fosse una sorta di riferimento a questa idea di lunga data di materiali prodigiosi che, sapete, avrebbero risolto ogni problema.

– Il grafene potrebbe non essere un materiale meraviglioso più di quanto lo sia la plastica, ma per come la vede John, se il grafene funziona bene per i suoi meriti, il clamore non avrà alcuna importanza.

– Non vogliamo davvero che ai nostri clienti importi se si tratta di grafene o meno. Quello che vogliamo che sapere è che questa cosa, questo dispositivo che stai usando, funziona meglio, più a lungo di qualsiasi altra cosa tu possa avere.

E se contiene grafene, sia che lo pubblicizzino e usino quella pubblicità come parte del marketing o meno, è del tutto irrilevante. È semplicemente migliore.