Andrea Carobene, Il Sole 24 Ore 23/12/2010, 23 dicembre 2010
L’ANNO DEL GRAFENE CENTO VOLTE PIÙ FORTE DELL’ACCIAIO
Il 2010 è stato l’anno che ha incoronato il grafene come materiale del futuro. Il premio Nobel della fisica è stato assegnato ad Andre Geim e Konstantin Novoselov proprio per i loro esperimenti sul monostrato di carbonio, ratificando così le proprietà eccezionali di questo materiale cristallino e bidimensionale. Il 2011 sarà l’anno nel quale gli effetti di queste proprietà elettroniche diventeranno tangibili.
La struttura particolare del grafene rende infatti questo materiale 100 volte più robusto dell’acciaio pur avendo una densità di gran lunga minore; col grafene è possibile realizzare superfici battericide; progettare filtri chimici particolarmente efficienti; fabbricare sensori chimici o apparecchi che velocizzano gli screening genetici. Ma tutto ciò non basta: tra i settori che beneficeranno maggiormente delle caratteristiche di questo materiale vi è senza alcun dubbio quello dell’elettronica, dove il monostrato di carbonio si appresta a diventare il sostituto del silicio, per computer superveloci.
Non a caso, due mesi fa, l’Università della California di Riverside ha svelato di avere costruito un transistor di grafene che rivaleggia con analoghi apparecchi basati sui semiconduttori di tipo "classico". Secondo i suoi realizzatori, guidati da Xuebei Yang, questo dispositivo costituisce un primo esempio di amplificatore a singolo transistor che può essere utilizzato nei circuiti normali. A settembre, invece, il gruppo di Lei Liao – dell’Università della California di Los Angeles – ha illustrato su Nature i particolari di un procedimento per fabbricare in poco tempo transistor di grafene di alta qualità con una tecnica che promette la realizzazione di circuiti logici capaci di raggiungere la frequenza del THz, ossia mille miliardi di cicli al secondo.
Assieme alle tecniche di fabbricazione, stanno migliorando anche quelle per la messa a punto dei dispositivi. Così, all’Università dell’Illinois, Myung-Ho Bae ha ideato un procedimento di microscopia a radiazione infrarossa per studiare con precisione la distribuzione delle cariche nei transistor di grafene. Sempre utilizzando il monostrato di carbonio, la Case Western Reserve University di Cleveland ha progettato un condensatore che si ricarica in un millesimo di secondo, e che potrebbe svolgere un ruolo fondamentale nella costruzione di un’elettronica basata sul grafene.
I tempi sembrano quindi essere ormai maturi per la prossima commercializzazione di apparecchi di questo tipo, come sostiene Xuebei Yang con il suo team. Secondo i ricercatori dell’Università della California, infatti, non appena saranno raggiunti sufficienti progressi nei campi dell’elettronica stampabile e delle pellicole trasparenti, circuiti al grafene come quello realizzato nei loro laboratori avranno tutte le caratteristiche necessarie per la "commercializzazione e integrazione su larga scala". Ed è quello che potrebbe avvenire a partire dal 2011.