Villaggio Globale

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Le scoperte che cambiano la storia

Grafene, un Nobel che ha favorito l'immaginario scientifico

La risonanza che ha avuto il Premio Nobel sul Grafene, e stata sorprendentemente elevata così che si è deciso di lanciare annualmente la Settimane delle Nanotecnologie (NanoWeek) per aggregare ricercatori e aziende ma anche scuole che vogliano divenire consapevoli di come sfruttare le potenzialità delle nanotecnologie

La scoperta del Grafene, cioè un semplice foglietto bidimensionale di grafite a dimensione nano-tecnologica (un nanometro = miliardesimo di metro), ha favorito uno sviluppo dell'immaginario scientifico per le sue numerose possibilità di applicazione tecnologica.

Il Grafene e stato scoperto da due giovani ricercatori russi Andre K. Geim e Konstantin S. Novoselov, che hanno ottenuto il Premio Nobel della Fisica 2010, mettendo in evidenza le interessanti proprietà di questo materiale bidimensionale (in 2D), quali la elevata conducibilità, la trasparenza, la impermeabilità e la formidabile durezza tipica del diamante, ma con una elevata flessibilità, pur essendo il grafene un ultra-sottile e leggerissimo foglietto di grafite che nella sua massa tri-dimensionale (3D), ha notoriamente proprietà completamente diverse.

Il grande interesse alle possibili applicazioni tecnologiche del Grafene è conseguenza del fatto che la grafite è un materiale a base di carbonio facilmente reperibile e poco costoso, mentre l'interesse scientifico per Grafene è dovuto al fatto che la peculiare geometria a nido d'ape degli atomi di carbonio, dà origine a particolari proprietà elettroniche. Gli elettroni degli atomi di carbonio essendo confinati a muoversi nel piano bidimensionale entro una rete ad elevata simmetria esagonale, si trovano infatti nelle condizioni simili a quelle della superconduzione a bassa dispersione di energia. Tale proprietà può diventare straordinariamente utile ad esempio nel campo della nano-elettronica degli impianti fotovoltaici o dei computer quantistici super-veloci di dimensioni molto piccole rispetto a quelli in uso, e in tutti i casi in cui sarà possibile sostituire con il Grafene i chip di silicio.

Ancora oggi è necessario comprendere teoricamente come la diversa dimensionalità dello spazio da 3D a 2D, conduca a modificare le proprietà vibrazionali che modificano il campo elettromagnetico del Grafene. Comunque sappiamo che in un sistema superficiale piano (2D) macroscopico, si può formare una configurazione di onde stazionarie a causa della sovrapposizione delle onde di ritorno sulla superficie, le quali hanno la proprietà di muoversi ritmicamente nel tempo senza trasferire energia nello spazio. Si pensa pertanto che un simile fenomeno avvenga anche a livello degli elettroni confinati a muoversi su la struttura bidimensionale del Grafene a dimensione nanometrica, così da dare luogo ad una configurazione di sovrapposizione planare delle onde, denominata Entanglement Quantistico, che rafforza le particolari proprietà del Grafene rispetto a quelle della grafite normalmente dimensionata nelle dimensioni dello spazio.

La risonanza che ha avuto il Premio Nobel sul Grafene, e stata sorprendentemente elevata così che si è deciso di lanciare annualmente la Settimane delle Nanotecnologie (NanoWeek) per aggregare ricercatori e aziende ma anche scuole che vogliano divenire consapevoli di come sfruttare le potenzialità delle nanotecnologie per innovare non solo i processi ed i prodotti tecnologici ma anche la cultura della scoperta e della invenzione nella formazione.

Maggiori informazioni sulla prima settimana sulle nano tecnologie possono essere richieste a Veneto Nanotech (Via San Crispino 106 - 35129 Padova - Tel. +39 049 7705500 - Fax. +39 049 7705555; e-mail: info@venetonanotech.it).

Paolo Manzelli, Direttore di Lre/Ego-CreaNet, Università di Firenze

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