Grafene a basso costo grazie al carbone

Quali punti in comune ci sono tra il grafene, ribattezzato il materiale delle meraviglie, e il carbone? Fino ad oggi nessuno, ma dopo la ricerca pubblicata dalla Rice University in Texas, le cose potrebbero cambiare. È stato infatti messo a punto un semplice metodo per trasformare tre tipi di carbone in ossido di grafene o più correttamente in punti quantici di grafene.

Per meglio comprendere l'importanza della nuova scoperta, facciamo qualche passo indietro per ricordare cosa è il grafene ("Il materiale delle meraviglie potrebbe cambiare il destino dell’umanità"). Il grafene è un allotropo del carbonio, così come i diamanti e la grafite. Questi ultimi elementi sono costituiti da atomi di carbonio legati insieme in fogli di un reticolo esagonale, mentre il grafene è costituito da un unico foglio di grafite.

Il grafene conduce l'elettricità meglio del rame, è impermeabile ai gas ed è 200 volte più resistente dell'acciaio, pur pesando sei volte meno. Infine è quasi perfettamente trasparente, assorbendo soltanto il 2% della luce.

Gli scienziati di tutto il mondo stanno lavorando senza tregua per mettere a frutto le straordinarie proprietà di questo nuovo materiale e, soltanto durante l'ultimo anno, è stato dimostrato che il grafene è in grado di rivoluzionare le tecnologie agli ioni di litio ("Il grafene rivoluzionerà anche le batterie al litio"), il trattamento del cancro e i processi di desalinizzazione, solo per citarne alcune.

Il metodo scoperto in Texas per ottenere grafene, prevede l'utilizzo di tre tipi di carbone (bituminoso, antracite e di coke) mescolati in acido nitrico e acido solforico, riscaldati per circa 24 ore. I diversi tipi di carbone hanno datodanno vita a punti quantici di grafene di spessori differenti, dai 2 nanometri dal carbone bituminoso fino ai 40 nanometri dall'antracite.

Ma il punto più importante della scoperta è certamente la possibilità di ottenere grafene a costi molto contenuti. Infatti, il grafene può essere ottenuto dalla grafite, che costa nella migliore delle ipotesi circa 800 dollari a tonnellata (grafite cinese) mentre il carbone costa dai 10 dollari ai 60 dollari a tonnellata.