Il grafene suscita da anni grande interesse per le sue straordinarie proprietà elettriche, termiche e meccaniche, derivanti dalla sua struttura bidimensionale, e per le sue potenziali applicazioni in settori strategici come quello dell’energia, delle turbine eoliche, della difesa, dell’industria automobilistica, aeronautica e del medicale.
Ma cos’è il grafene? E’ un solo strato di atomi di Carbonio disposti in modo ordinato su un piano. Essendo l’atomo una particella piccolissima, dell’ordine dei nanometri, il grafene rientra nella famiglia dei materiali nanotecnologici ed è l’unico ad avere solo 2 dimensioni. Non si può vedere ad occhio nudo e viene ottenuto con processi particolari, messi a punto in centri di ricerca specializzati.
Ad oggi esistono diverse aziende, spesso nate da Start-up universitarie, in grado di sintetizzare il grafene e di commercializzarlo per gli usi più disparati. In realtà sono disponibili tantissime tipologie diverse di grafene che, a seconda di come è ottenuto e dall’elemento di partenza, offrono caratteristiche simili ma con valori completamente differenti. Ad esempio, una proprietà tipica del grafene è la sua conducibilità elettrica ma, a seconda del tipo di grafene, può avere valori bassi, discreti o molto elevati.
Perché il grafene è speciale? Nessun altro materiale offre contemporaneamente caratteristiche così elevate di conducibilità elettrica, conducibilità termica e resistenza meccanica combinate addirittura con flessibilità e trasparenza.
- Resistenza meccanica: 200 volte quella dell’acciaio
- Conducibilità elettrica: il 60% in più del rame
- Conducibilità termica: 15 volte quella del rame
Viene usato come ‘additivo’ in molteplici materiali, come ad esempio resine, plastiche, inchiostri, compositi e filati.
Non è facile ‘mescolare’ il grafene ad altre sostanze e per questo esistono molte aziende che si sono specializzate a farlo e vendono il prodotto additivato a terzi, per il loro diretto utilizzo.
Ne bastano piccolissime quantità e il prodotto finale ne esce migliorato, acquisendo proprietà innovative high-tech. Test scientifici hanno dimostrato come il grafene può agire come un agente rinforzante e conduttore, un agente lubrificante, un agente antimicrobico, un ritardante di fiamma e fornisce anche un effetto barriera ai gas e stabilità termica.
Ad oggi sul mercato sono già disponibili diverse applicazioni ma molto è ancora oggetto di ricerca. Vediamo qualche esempio.
In bicicletta col grafene
Già nel 2018 l’azienda italiana Vittoria vende lo pneumatico da gara su strada più veloce mai realizzato, vincendo anche i Campionati Mondiali di Mountain Bike in Cross Country.
Questo grazie all’aggiunta di piccole quantità di grafene alle mescole di gomma. I risultati sui primi prodotti sono sorprendenti e si scopre solo successivamente il perché: il grafene, grazie alle sue dimensioni nanometriche, riesce a riempire lo spazio vuoto che separa le molecole di gomma e funziona da collante, portando a performance mai viste prima.
Non è tutto. L’utilizzo di grafene nella mescola assicura maggiore aderenza, maggiore velocità, maggiore resistenza alle forature e più resistenza in generale.
Forte di questa prima esperienza, l’azienda sperimenta il grafene anche nel cerchio ruota da competizione, già ad elevate prestazioni grazie al materiale di base, il composito in carbonio. Neppure questa volta il grafene delude e porta alla struttura ulteriori performance. Non solo il prodotto assicura maggiore sicurezza in frenata ma ottimizza i risultati nel caso di grandi salite o di accelerazioni improvvise.
Sabato 29 agosto 2020 è iniziato l’atteso Tour de France 2020, partito da Nizza e con arrivo a Parigi previsto per il 20 settembre. Cinque tra i maggiori team hanno scelto di usare i pneumatici Vittoria, proprio quelli di più recente sviluppo, sempre con la presenza cruciale del Grafene. Attendiamo i risultati e i commenti dei professionisti al termine della gara!
Luxottica lancia i primi Ray-Ban in grafene
Ray-Ban è il primo marchio dell’occhialeria a lanciare una collezione in grafene, aggiunto al materiale plastico delle montature.
Viene studiato ogni dettaglio, dal design alle tecniche di produzione, per sfruttare le caratteristiche del grafene; anche la progettazione degli stampi è minuziosa per assicurare una distribuzione uniforme della carica nanometrica nella resina termoplastica.
Qual è il contributo del grafene?
Sicuramente questi nuovi modelli, oltre a presentare un’estetica sobria e elegante, sono ultra leggeri e resistenti al tempo stesso. Spessori ultra sottili possono essere raggiunti senza nulla togliere alla resistenza alla rottura, alle alte temperature – quelle ad esempio all’interno di un’auto – e ai raggi UV.
Il piumino high-tech con grafene
Alla fiera Ispo 2019 di Monaco Molina & C. Spa, storica azienda produttrice di piume e prodotti imbottiti per il settore dell’outdoor e dell’abbigliamento sportivo, presenta il primo piumino additivato grafene.
Questo prodotto, in linea con la politica aziendale, nasce da un perfetto binomio tra tecnologie d’avanguardia e lavorazione artigianale, espressione di perfetta sintesi tra materie prime naturali e rinnovabili nel pieno rispetto della sostenibilità.
Il grafene, ottimo conduttore di calore, antistatico e antibatterico, viene miscelato con il piumino e con le fibre di poliestere riciclato, potenziandone le capacità. Grazie alla sua elevata capacità di condurre calore e di regolare così la temperatura del corpo, in condizioni di alte temperature disperde il calore mentre, in presenza di basse temperature, lo distribuisce in modo uniforme stabilizzando la temperatura corporea.
Dalla gomma, alla plastica fino ai filati: il grafene sta entrando con forza in tantissime applicazioni, usate tutti i giorni. Restiamo quindi aggiornati per scoprire le prossime novità!