Tecnologia & Innovazione - #1

Articolo >> Graphene il super materiale in 2D, di Annamaria Rubbo
Analizziamo nel dettaglio i campi di applicazione e alcune tra le
innovazioni tecnologiche più interessanti in ciascun settore di
utilizzo del grafene.
1. Nanobiotecnologie - Le proprietà antibatteriche dell’ossido
di grafene
Un team di fisici e biotecnologi dell’Università Cattolica del
Sacro Cuore di Roma e l’Istituto di Sistemi Complessi del Cnr
(ISC-Cnr) ha intuito le proprietà antimicrobiche e di contrasto
all’immunoresistenza dell’ossido di grafene, che stabilizzato in
una soluzione può trovare impiego come antibatterico di strumenti
chirurgici e medici, contribuendo a ridurre le infezioni e
l’utilizzo di antibiotici in fase post-operatoria.
2. Ingegneria aerospaziale - Rivestimento avanzato per tubi
di calore in uso sui satelliti
Nell’ambito della Graphene Flagship, i ricercatori del CNR in
collaborazione con l’ESA (agenzia spaziale europea) hanno
dato il via test di volo parabolico a gravità zero per provare
dispositivi di gestione termica a base di grafene per applicazioni
spaziali. In questo avveniristico progetto, il grafene viene
utilizzato come rivestimento avanzato per i tubi di calore, con
lo scopo di studiarne le potenzialità nelle future esplorazioni
dello spazio.
3. Edilizia - Cemento “mangia-smog”
Secondo l’OMS, una morte su nove è da imputarsi allo smog
nelle città ; la sfida dell’edilizia 4.0 è trovare materiali che non
solo siano a impatto 0, ma possano anche contribuire a migliorare
le condizioni del pianeta. Un team di scienziati dell’università
di Cambridge, in collaborazione con la Italcementi
HeidelbergCement Group, ha sviluppato un cemento fotocatalitico
“mangia-smog” accoppiando il grafene al più comune e
utilizzato fotocatalizzatore, il biossido di titanio.
4. Green technology - Nano-fogli di grafene per catturare
contaminanti nell’acqua potabile
Un nuovo composito, messo a punto dai ricercatori degli Istituti
per la sintesi organica e fotoreattività e per la microelettronica e
microsistemi del Cnr, che rende più efficaci i filtri per rimuovere
principi attivi di farmaci, cosmetici o detergenti presenti nella
rete idrica e spesso non eliminati dai trattamenti convenzionali.
5. Abbigliamento - Vestiti “anti-zanzara”
Le zanzare sono il principale veicolo di trasmissione di malattie
umane, e i mezzi chimici per tenerle lontane sono deleteri per
l’ambiente e potenzialmente pericolosi per l’uomo. L’ossido di
grafene crea una barriera chimica che impedisce alle zanzare di
“sentire” la presenza dell’essere umano. La prossima sfida per i
ricercatori è creare un tessuto composto di ossido di grafene che
sia confortevole e traspirante.
6. Elettronica - Antenne NFC
La tecnologia “Near-Field Communication” (NFC) è un insieme
di protocolli di comunicazione che consente a due dispositivi
elettronici di trasferire i dati in maniera sicura. I ricercatori dell’Istituto
per la sintesi organica e la fotoreattività del Cnr hanno
mostrato che è possibile utilizzare grafene per la produzione di
antenne NFC completamente flessibili, resistenti e applicabili su
diversi supporti.
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NANO (BIO)
TECNOLOGIE
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INGEGNERIA
AEROSPAZIALE
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ELETTRONICA EDILIZIA
SETTORI
DI UTILIZZO DEL
GRAFENE
Finora abbiamo analizzato le potenzialità
del grafene, molte delle quali restano
non applicabili su larga scala a causa di un
enorme ostacolo, rappresentato dal costo
elevato di estrazione del grafene, stimato
in un range che va dai 67.000 ai 200.000
euro per 1 tonnellata di materiale.
La ricerca si muove anche in questa direzione,
proponendo modalità di produzione
del grafene a basso costo, tra di queste si
presenta come particolarmente interessante
la tecnica di estrazione del grafene
dalla spazzatura, messa a punto dai ricercatori
della Rice University .
La metodologia, ancora da studiare, promette
di essere veloce, efficiente ed economica,
e sarebbe una risposta ad un annoso
problema del mondo contemporaneo, lo
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ABBIGLIAMENTO GREEN
TECHNOLOGY
smaltimento dei rifiuti, soprattutto di quelli
di plastica. A differenza della deposizione
chimica da vapore in cui una fonte di carbonio
(tipicamente metano) viene pompata
in una camera per forzare una reazione
chimica e lasciare un foglio spesso solo
un atomo sulla superficie di un substrato
sottile, questo innovativo metodo di estrazione
è molto più conveniente economicamente,
in quanto può convertire la spazzatura
in grafene letteralmente in un lampo.
Il processo sfrutta l’Effetto Joule, mediante
il quale la corrente elettrica viene fatta passare
attraverso un materiale conduttivo
per generare calore. In tal modo è possibile
riscaldare qualsiasi materiale contenente
carbonio fino a circa 3.000 Kelvin (circa
2.730 ° C) trasformandolo in scaglie di grafene
in appena 10 millisecondi, e convertendo
gli elementi non carboniosi presenti
nel rifiuto in gas utili.
L’aspetto più conveniente di questa tecnica
sta nella possibilità di trasformare una
vasta gamma di prodotti di scarto in grafene.
Dalla buccia di banana alla plastica,
dal coke petrolifero al legname, qualunque
rifiuto contenente carbonio può essere
“trasformato” in grafene.
Se venisse applicato su larga scala, questo
metodo potrebbe ridurre significativamente
la quantità di rifiuti in plastica presenti
nell’ambiente, dando vita a un materiale
dalle molteplici possibilità.
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