Articolo >> Graphene il super materiale in 2D, di Annamaria RubboAnalizziamo nel dettaglio i campi di applicazione e alcune tra leinnovazioni tecnologiche più interessanti in ciascun settore diutilizzo del grafene.1. Nanobiotecnologie - Le proprietà antibatteriche dell’ossidodi grafeneUn team di fisici e biotecnologi dell’Università Cattolica delSacro Cuore di Roma e l’Istituto di Sistemi Complessi del CNR(ISC-CNR) ha intuito le proprietà antimicrobiche e di contrastoall’immunoresistenza dell’ossido di grafene, che stabilizzato inuna soluzione può trovare impiego come antibatterico di strumentichirurgici e medici, contribuendo a ridurre le infezioni el’utilizzo di antibiotici in fase post-operatoria.2. Ingegneria aerospaziale - Rivestimento avanzato per tubidi calore in uso sui satellitiNell’ambito della Graphene Flagship, i ricercatori del CNR incollaborazione con l’ESA (agenzia spaziale europea) hannodato il via test di volo parabolico a gravità zero per provaredispositivi di gestione termica a base di grafene per applicazionispaziali. In questo avveniristico progetto, il grafene vieneutilizzato come rivestimento avanzato per i tubi di calore, conlo scopo di studiarne le potenzialità nelle future esplorazionidello spazio.3. Edilizia - Cemento “mangia-smog”Secondo l’OMS, una morte su nove è da imputarsi allo smognelle città; la sfida dell’edilizia 4.0 è trovare materiali che nonsolo siano a impatto 0, ma possano anche contribuire a migliorarele condizioni del pianeta. Un team di scienziati dell’universitàdi Cambridge, in collaborazione con la ItalcementiHeidelbergCement Group, ha sviluppato un cemento fotocatalitico“mangia-smog” accoppiando il grafene al più comune eutilizzato fotocatalizzatore, il biossido di titanio.4. Green technology - Nano-fogli di grafene per catturarecontaminanti nell’acqua potabileUn nuovo composito, messo a punto dai ricercatori degli Istitutiper la sintesi organica e fotoreattività e per la microelettronica emicrosistemi del CNR, che rende più efficaci i filtri per rimuovereprincipi attivi di farmaci, cosmetici o detergenti presenti nellarete idrica e spesso non eliminati dai trattamenti convenzionali.5. Abbigliamento - Vestiti “anti-zanzara”Le zanzare sono il principale veicolo di trasmissione di malattieumane, e i mezzi chimici per tenerle lontane sono deleteri perl’ambiente e potenzialmente pericolosi per l’uomo. L’ossido digrafene crea una barriera chimica che impedisce alle zanzare di“sentire” la presenza dell’essere umano. La prossima sfida per iricercatori è creare un tessuto composto di ossido di grafene chesia confortevole e traspirante.6. Elettronica - Antenne NFCLa tecnologia “Near-Field Communication” (NFC) è un insiemedi protocolli di comunicazione che consente a due dispositivielettronici di trasferire i dati in maniera sicura. I ricercatori dell’Istitutoper la sintesi organica e la fotoreattività del CNR hannomostrato che è possibile utilizzare grafene per la produzione diantenne NFC completamente flessibili, resistenti e applicabili sudiversi supporti.01NANO (BIO)TECNOLOGIE602INGEGNERIAAEROSPAZIALE0603ELETTRONICA EDILIZIASETTORIDI UTILIZZO DELGRAFENEFinora abbiamo analizzato le potenzialitàdel grafene, molte delle quali restanonon applicabili su larga scala a causa di unenorme ostacolo, rappresentato dal costoelevato di estrazione del grafene, stimatoin un range che va dai 67.000 ai 200.000euro per 1 tonnellata di materiale.La ricerca si muove anche in questa direzione,proponendo modalità di produzionedel grafene a basso costo. Tra di queste sipresenta come particolarmente interessantela tecnica di estrazione del grafenedalla spazzatura, messa a punto dai ricercatoridella Rice University .La metodologia, ancora da studiare, promettedi essere veloce, efficiente ed economica,e sarebbe una risposta ad un annosoproblema del mondo contemporaneo, lo05 04ABBIGLIAMENTO GREENTECHNOLOGYsmaltimento dei rifiuti, soprattutto di quellidi plastica. A differenza della deposizionechimica da vapore in cui una fonte di carbonio(tipicamente metano) viene pompatain una camera per forzare una reazionechimica e lasciare un foglio spesso soloun atomo sulla superficie di un substratosottile, questo innovativo metodo di estrazioneè molto più conveniente economicamente,in quanto può convertire la spazzaturain grafene letteralmente in un lampo.Il processo sfrutta l’Effetto Joule, medianteil quale la corrente elettrica viene fatta passareattraverso un materiale conduttivoper generare calore. In tal modo è possibileriscaldare qualsiasi materiale contenentecarbonio fino a circa 3.000 Kelvin (circa2.730 °C) trasformandolo in scaglie di grafenein appena 10 millisecondi, e convertendogli elementi non carboniosi presentinel rifiuto in gas utili.L’aspetto più conveniente di questa tecnicasta nella possibilità di trasformare unavasta gamma di prodotti di scarto in grafene.Dalla buccia di banana alla plastica,dal coke petrolifero al legname, qualunquerifiuto contenente carbonio può essere“trasformato” in grafene.Se venisse applicato su larga scala, questometodo potrebbe ridurre significativamentela quantità di rifiuti in plastica presentinell’ambiente, dando vita a un materialedalle molteplici possibilità.40
TECNOLOGIA & INNOVAZIONE | MARZO 2020LOGISTICACTSL’ EVOLUZIONEDEL TRASPORTO EDEL SOLLEVAMENTO>41
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