La ricerca di nuovi materiali è un passo fondamentale per lo sviluppo di tecnologie sempre migliori. Il grafene è un esempio di come un materiale può avere delle caratteristiche particolari in grado di rivoluzionare completamente le tecnologie attuali in campo aerospaziale e aeronautico.
Può un materiale essere molto resistente pur avendo lo spessore di un atomo? La risposta è sì nel caso si pensi al grafene. La sua struttura è quella di un foglietto di atomi di carbonio che formano tante esagoni uniti tra di loro. Questo è uno dei tanti nuovi materiali e potrebbe trovare ampio utilizzo in ambito aerospaziale e aeronautico: vele solari, ascensori spaziali, elicotteri ed aerei leggeri e resistenti. Tutto ciò è possibile grazie a questi foglietti dello spessore di un solo atomo.
Come spiega Marco Molina, responsabile ricerca e sviluppo spazio di Leonardo, “Il grafene è considerato un ottimo candidato per la realizzazione delle vele solari che ci porteranno a esplorare altri sistemi stellari“. Queste vele potrebbero essere molto estese e molto leggere. Lo stesso Molina sostiene che tale materiale potrebbe essere la componente essenziale per un cavo con lo scopo di creare degli ascensori spaziali.
Le proprietà del grafene
Il grafene è il materiale più sottile ma anche più resistente al mondo. Secondo i suoi scopritori, vincitori del Nobel nel 2010, un foglio di 1 metro quadro pesa circa 0,7 mg e sarebbe in grado di sostenere un gatto del peso di 4 Kg. Dato il suo spessore è in grado di far attraversare la luce al 97,7% risultando quindi quasi trasparente. Inoltre, pur essendo il carbonio un non metallo, il grafene è in grado di condurre calore grazie alla sua struttura simile alla grafite. Un qualsiasi foglietto di questo materiale può essere stirato del 20% della sua lunghezza prima di rompersi.
Usi e potenzialità del grafene
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L’uso di questo materiale si sta piano piano estendendo a molti settori diversi tra di loro. I due ambiti principali sono quelli aerospaziale e aeronautico. Ad esempio, può essere impiegato per creare delle vele solari, in grado di aiutare le esplorazioni dell’universo. Ma ancora più utile è la costruzione di ascensori spaziali. Questi consentirebbero di risparmiare sul costo di razzi per mandare in orbita satelliti e piattaforme. I satelliti verrebbero trasportati d un cavo di grafene dalla Terra ad una struttura in orbita geostazionaria, riducendo nettamente i costi di trasporto.
In ambito aeronautico invece stanno già realizzando strutture di aerei ed elicotteri con maggiore resistenza all’impatto oltre che avere un peso molto ridotto. Ciò comporterà la riduzione dei costi per il carburante. La capacità schermante del grafene li renderà anche invisibili ai radar. Inoltre la sua elevata conducibilità elettrica permette di creare dei sistemi antighiaccio da integrare sulle ali dei velivoli.
Questo materiale attualmente viene impiegato come componente principale delle batterie al grafene, contenute in molti dispositivi portatili come smartphone e tablet. Giovanni Soccodato, direttore strategie e innovazione di Leonardo, afferma che “Per quanto riguarda il grafene, abbiamo grandi aspettative per il futuro: quello che stiamo cercando di fare oggi è renderlo utilizzabile nelle applicazioni industriali“. Fondamentale è la collaborazione con Graphene Flagship la quale consente di creare dei collegamenti tra industrie e università grazie anche all’avvio di start up.
Michele Sciamanna
