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Il grafene viene descritto da molti come il materiale del futuro. La sostanza che cambierà per sempre molti dei dispositivi che utilizziamo quotidianamente come smartphone, robot e wearable. Le caratteristiche del grafene sono uniche: è 200 volte più resistente dell'acciaio e permetterà la creazione di prodotti a lunga durata, inoltre un foglio di grafene è più leggero di un foglio di carta e può dunque essere usato in qualsiasi dispositivo senza appesantirlo.
Nell'ultimo Mobile World Congress tenutosi a inizio 2018 a Barcellona il grafene ha avuto un proprio padiglione dedicato. Le varie start-up e i vari produttori mondiali hanno presentato 25 diversi prototipi di device elettronici realizzati e migliorati grazie all'uso del grafene. Parliamo di smartphone, wearable e oggetti per la smart home. Molti di questi dispositivi diventeranno a breve degli oggetti che troveremo in commercio perché stando agli esperti di mercato l'introduzione del grafene nei device come PC o telefoni sarà la grande innovazione dei prossimi anni.
Ma cos'è il grafene? Si tratta di un materiale composto da un sottile strato di atomi di carbonio "confezionati" in una struttura a nido d'ape. Non viene creato ad hoc ma viene estratto dalla grafite, un processo che gli scienziati sono riusciti a sviluppare solo nel 2004. Da questo processo, realizzato per la prima volta in Europa grazie al programma di ricerca Graphene Flagship, è nato un materiale flessibile, resistente e ultraleggero. Ma su quali dispositivi andrà a incidere maggiormente la "rivoluzione del grafene"?
Smartphone
Gli smartphone, come già accennato, saranno probabilmente i device più rivoluzionati dall'uso di massa del grafene. Per esempio, gli schermi pieghevoli dei telefoni dei prossimi anni verranno realizzati interamente con strati di grafene. In questo modo potranno piegarsi senza subire danni e resisteranno alle cadute in maniera molto più importante rispetto agli attuali display con strato di protezione in vetro.
Ma la vera rivoluzione del grafene nel mondo della telefonia mobile arriverà nel contesto delle batterie. Le batterie al grafene infatti ci permetteranno di usare un dispositivo anche per diversi giorni, alcuni studiosi ipotizzano anche per settimane, senza la necessità di eseguire una ricarica. Il grafene accelera il trasferimento di energia tra una fonte di energia e la batteria in modo esponenziale rispetto alle attuali batterie al litio. Questo significa che in media in sette secondi potremo ricaricare il nostro smartphone. Detta così sembra di parlare di un film di fantascienza eppure stando alle dichiarazioni di Kari Hjelt, responsabile del programma Graphene Flagship dell'Unione Europea, la prima applicazione in un telefono di massa di una batteria al grafene avverrà entro due anni al massimo.
Infine, il grafene servirà anche per migliorare le connessioni superveloci 5G. Ericsson per esempio ha già testato l'utilizzo di una linea di connessione 5G realizzata con l'ausilio di antenne con il grafene con ottimi risultati. Ma non è tutto perché anche le cover e la scocca dei telefoni potrebbero in futuro essere rivestite con il grafene in maniera tale da essere comode, ergonomiche, leggere ma super resistenti.
Robotica
Un altro campo che verrà rivoluzionato dall'uso massiccio del grafene è il mondo dei robot, specialmente quelli utilizzati in campo medico. Ad esempio, in campo biomedico il grafene può essere utilizzato per realizzare gambe e braccia artificiali molto più resistenti. Incorporando dei sensori nervosi artificiali, basati su strati di grafene, nella parte amputata degli arti, una persona è in grado di percepire e rispondere alle contrazioni e ad altri movimenti dei muscoli. Questa applicazione in campo medico aiuterà in futuro una persona a controllare il movimento e la forza di un arto robotico con estrema precisione, quasi raggiungendo il livello di naturalezza nel movimento di un arto non amputato.
Identificazione dei cibi
Tra le altre grandi doti del grafene troviamo l'abilità di assorbire la luce a quasi ogni lunghezza d'onda, ed è in grado di rilevare i raggi ultravioletti e infrarossi. Cosa significa tutto questo? Significa che in futuro vedremo delle fotocamere, sugli smartphone o su wearable, realizzate con dei sensori al grafene che saranno in grado di rivelare i dettagli invisibili all'occhio umano, come per esempio distinguere la differenza tra il latte di mandorle, quello animale e quello di riso. Un aspetto che aiuterà tantissimo le persone con intolleranze alimentari che in questo modo non mangeranno più dei cibi ai quali sono allergici.
Wearable per la salute
Abbiamo citato più volte i wearable, ossia gli oggetti indossabili intelligenti. Questo perché il grafene essendo flessibile è ideale per i dispositivi indossabili. I ricercatori dell'Istituto di Scienze Fotoniche in Spagna, situato a Castelldefels vicino Barcellona, per fare un esempio, hanno integrato il grafene all'interno di particolari cerotti UV che possono essere attaccati alla pelle come qualsiasi altro normalissimo cerotto. Lo strato di grafene nascosto all'interno del cerotto innovativo è altamente sensibile e può misurare la frequenza cardiaca e l'ossigeno nel sangue. Oltre a monitorare l'esposizione ai raggi UV e suggerirci quando metterci all'ombra o spalmare sul nostro corpo la crema protettiva per evitare in estate un'insolazione. In pratica si tratta di un sistema miniaturizzato in grado di monitorare la nostra salute.
20 agosto 2018
