Il Superuovo

Grafene: un materiale usato per mille scopi, dalle racchette da tennis alla modifica dei fulmini

Grafene: un materiale usato per mille scopi, dalle racchette da tennis alla modifica dei fulmini

Gli sviluppi della scienza nel campo dei nanomateriali si sono spinti a limiti impensabili nell’ultimo ventennio, lo dimostrano le varie applicazioni pratiche di materiali come il grafene

Scienziati di un team internazionale di ricerca sono riusciti, riproducendo in laboratorio dei fulmini, a sfruttare un raggio laser ai fini di modificarne la traiettoria. Quali altre potenzialità ha un materiale cosi polivalente come il Grafene? Scopriamolo

Esperimento del raggio traente

Se sei uno scienziato e vuoi verificare che la tua idea di modificare il percorso di un fulmine  sparando un raggio laser a base di particelle di grafene funzioni, devi per prima cosa procurarti dei fulmini. Una volta procurati dovresti lavorare vicino ad essi, il che, potrebbe rappresentare un problema non facile da fronteggiare in termini di sicurezza sul lavoro; infatti un fulmine può raggiungere voltaggi dell’ordine di 100 milioni di volt, per i non addetti ai lavori una presa di casa ha una tensione di 220 volt ed è fortemente sconsigliato mettere le dita in una presa di casa. . .

Ecco perché gli scienziati di un team internazionale hanno deciso di generare dei fulmini ‘in miniatura’ semplicemente avvicinando tra loro 2 piastre attraversate da una corrente elettrica e separate solo da semplice aria, ottenendo cosi degli archi elettrici poco più grandi di una scintilla ma abbastanza estesi da consentire lo svolgimento dell’esperimento.

Il Raggio traente in questione non è altro che un fascio di particelle minuscole di Grafene ad alta temperatura che fornice alla  corrente elettrica un ‘percorso facilitato’ (con una conduttività elettrica maggiore) inducendo cosi gli elettroni a preferire una zona di passaggio vicino al raggio di grafene trascinando con se tutta la scarica di corrente (il fulmine) come si nota dal video.
Tale esperimento apre nuovi orizzonti sull’utilizzo di raggi laser come alternativa ai convenzionali parafulmini.

Cosa è il grafene e perché è cosi particolare

Il Grafene è un materiale particolare scoperto nel 2004, per caso.

Infatti i due scienziati Andrej Gejm e Konstantin Novosëlov stavano portando avanti degli esperimenti sulla raffinazione della grafite quando si accorgono che la tipologia di lavorazione che stavano effettuando su un cristallo di Grafite (esfoliazione meccanica) dava come risultato quello di vincere i legami interplanari di reticoli cristallini rendendo cosi possibile arrivare ad estrarre un singolo strato o piano di materiale con spessore equivalente al diametro di 1 atomo di carbonio, questo materiale è il Grafene, che presenta appunto la caratteristica di essere disponibile con uno spessore infinitesimale, tale da essere considerato un materiale bidimensionale. Tale struttura reticolare lo rende fortemente utile per l’impiego industriale, infatti, un foglio di spessore 1 atomo, di Grafene, per giunta invisibile ad occhio nudo a causa del suo spessore piccolissimo, e largo 1 metro quadrato, può tranquillamente sostenere 4 kg di peso su di esso, il che vorrebbe dire che potremmo vedere a breve delle amache invisibili che sostengono il peso di un gatto.  Fortunatamente (o purtroppo) i gatti non hanno la priorità nella lista delle cose da fare in grafene , quindi gli scienziati hanno posto in primo piano studi sui banalissimi utilizzi in campo aereospaziale, aereonautico, elettronico e molto altro ancora, ma approfondiamo. . .

Altre applicazioni del grafene

Il fatto che il grafene sia un materiale bidimensionale lo rende leggero, molto. Con la stessa forma e circa 1/3 del peso, un componente in grafene è 10 volte più resistente (tale valore non è centuplicato solo perché componenti grandi richiedono l’utilizzo di diversi strati di materiale e la resistenza totale del componente è influenzata anche dalle interazioni tra i diversi strati). Tali caratteristiche hanno reso visibili all’orizzonte diverse soluzioni in diversi campi che fino ad ora, con le resistenze dei materiali tipiche non si sarebbero neppure potute immaginare.

Le vele solari: enormi superfici da utilizzare per la propulsione spaziale, come le vele delle barche, ma il vento nello spazio non c’è, si usa la spinta generata dall’impatto dei fotoni contro la superficie, tale sistema di propulsione è in grado di far raggiungere alla navicella velocità pari a 20% c ( 20 % della velocità della luce)

Schermi Flessibili per gli smartphone: tanto ambiti dai consumatori, il fatto che a spessori molto piccoli  il grafene lasci passare il 97% della luce lo rende una buona alternativa ai vetri dei display, ma molto più resistente e meno fragile.

Racchette da tennis: i manici delle racchette più moderne vengono già realizzati con materiali arricchiti dal grafene, ciò li rende estremamente leggeri e maneggevoli , oltre che rigidi e quindi più performanti al momento in cui si colpisce la pallina.

E tu che ne pensi? Faccelo sapere!

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