Il Tirreno

PISA. Se in tutto il mondo è scoppiata la grafene mania, c’è chi in silenzio – come il laboratorio Nest di Pisa – lo studia da anni e “rischia” di trovarsi all’avanguardia non solo nelle applicazioni ormai “promesse”, come gli schermi flessibili e i supercapacitori; ma anche in nuovi campi, come i rivelatori di sostanze esplosive negli aeroporti e i serbatoi per le auto a idrogeno.

Le applicazioni a buon punto. Grazie alle sue proprietà elettriche e fisiche, col grafene (un derivato della grafite) sono stati prodotti prototipi di schermi flessibili: in pratica, display arrotolabili e con una qualità e velocità al momento impensabili. Già entro due/tre anni potrebbero essere montati persino sugli schermi tattili dei telefonini. Un altro utilizzo del grafene, un po’ più recente, riguarda la possibilità di immagazzinare energia in gran quantità: si potrebbero realizzare delle super batterie che hanno anche il vantaggio di essere leggerissime.

L’innovazione a Pisa. Al Nest, il centro di ricerca sulla nanoscienza, hanno esperienza decennale nell’infrarosso (lo spettro di frequenza immediatamente più basso della luce visibile, noto perché riscalda); inoltre hanno la capacità di far crescere la grafite. Gli scienziati che vi operano (di Scuola Normale Superiore, Istituto Italiano di Tecnologia e Cnr) si sono detti: perché non mettere insieme le due cose? A livello teorico si sa che il grafene è un ottimo fotorivelatore nell’infrarosso lontano, ma nessuno lo aveva mai provato. Vittorio Pellegrini, dirigente di ricerca dell’Istituto di nanoscienze del Cnr e professore affiliato alla Normale, pertanto oggi rivendica: «Siamo stati i primi e puntiamo a registrare brevetti, in un contesto mondiale di competizione pazzesca».

Il fotorivelatore. Pellegrini non può entrare in dettagli, perché il risultato della ricerca è in fase di validazione da parte di una rivista scientifica che ha l’esclusiva. Ma il principio su cui si basa l’“oggetto” è che il grafene è molto sensibile all’assorbimento di una particolare frequenza: così come i gatti vedono benissimo di notte, il grafene “vede” l’infrarosso lontano. Cambia solo la lunghezza d’onda (siamo a frequenze intorno al Tera Hertz): circa 10mila volte più piccola di quella che fa suonare la radio e circa 500 volte più grande della luce che vediamo. Ma quelle frequenze sono assorbite dalle sostanze esplosive e quindi il fotorivelatore, usato negli aeroporti, ne riuscirebbe a scoprire la presenza. Rispetto ai rivelatori esistenti, quello al grafene è più preciso, robusto ed economico.

Le auto a idrogeno. Altro gioiello in studio a Pisa è lo studio del grafene come materiale-spugna per l’idrogeno. Le auto a idrogeno per fare 500 km hanno bisogno di 5 kg di combustibile: una quantità che in condizioni ambientali occupa il volume di una mongolfiera. Se si comprime, il pilota deve “accettare” di viaggiare in compagnia di una bomba. Pellegrini spiega che il grafene “cattura” l’idrogeno senza doverlo comprimere e che «abbiamo un metodo innovativo per il rilascio controllato»: gli altri usano le temperature, ma in auto ci vorrebbe un forno per arrivare a 500 gradi. Al Nest «abbiamo dimostrato che i legami con l’idrogeno si rompono corrugando la spugna».

Gianluca Campanella

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