​Grafene, la parola magica

di Stefano Lamorgese 04 aprile 2014Il grafene è un materiale costituito da un singolo foglio di atomi di carbonio disposti secondo una struttura fatta a esagoni: ogni vertice del poligono "ospita" un atomo di carbonio. Si tratta di un materiale elastico (5 volte più dell'acciaio), resistente (100 volte di più!), trasparente alla luce e ottimo conduttore di elettricità.

Queste caratteristiche lo rendono "il materiale più stupefacente e versatile oggi disponibile", come lo definirono in un articolo del 2012, comparso sull'inserto scientifico Tuttoscienze de La Stampa, Andrea Ferrari dell'Università di Cambridge e Nicola Pugno, a quel tempo impegnato nel Politecnico di Torino.

Abbiamo chiesto qualche informazione in più proprio al Professor Nicola Pugno, oggi docente di Meccanica dei solidi e delle strutture presso l'Università di Trento, responsabile scientifico per i nanocomposti a base di grafene per la Fondazione Bruno Kessler e professore di Scienza dei Materiali presso la Queen Mary University di Londra. 

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Professor Pugno, cercando la parola "graphene" nella pancia di Google, si ottengono più di 5 milioni di risposte. Perché se ne parla così tanto?
La sua popolarità è iniziata col premio Nobel per la Fisica (assegnato ad André Geim e Kostya Kovoselov nel 2010, ndr) e oggi continua, specialmente in Europa, anche grazie al megafinanziamento europeo della Flagship grafene.

E che cos'è questa "flagship graphene"?
È uno dei progetti "FET" (Future and emerging technologies) finanziati dalla Commissione Europea: uno dei più partecipati (61 università e 14 centri di ricerca industriali in 17 Paesi). E anche uno dei più ricchi: il finanziamento - che durerà 10 anni - è di un miliardo di euro.

Spesso - nella pubblicistica anche specializzata - si allude al grafene come al materiale che "sostituirà il silicio". Quasi un cambio di passo della civiltà telematica dell'informazione... È proprio vero? 
Non credo sostituirà il silicio ma potrebbe affiancarlo magari anche in modo sinergico.

Nei suoi laboratori - specializzati nei nanomateriali - lei sta studiando alcune applicazioni del grafene, preoccupandosi anche di molti aspetti teorici. A che punto siamo, rispetto all'obiettivo di realizzare prodotti effettivamente disponibili sul mercato? 
Noi ci preoccupiamo di fare progetti di materiali compositi a base di grafene, questi già esistono ma vanno progettati per essere ottimizzati. Un esempio è questo lavoro: "The Egg of Columbus for Making the World's Toughest Fibres". Poi ci sono anche altri gruppi molto avanti nella sperimentazione sul grafene in svariate applicazioni, come Manchester e Cambridge.

Ma quale sarebbe l'uovo di Colombo?
Inserire un nodo lungo la fibra... Nella mia lettera, che in una sua versione iniziale è stata commentata dal MIT technology review, cerco di individuare le tecniche per realizzare le fibre più tenaci del mondo.

Grafene e ricezione della radiazione infrarossa; grafene e super-lenti a contatto "termiche"; grafene e strabilianti proprietà magnetiche; grafene e superconduttori; grafene in 3D e celle solari di nuova generazione... È davvero possibile che abbiamo per le mani la tecnologia del futuro remoto? 
Certo che è possibile; quanto probabile sia è una domanda che avrà risposta al termine della Flagship, tra 10 anni. Ovviamente l’impatto del grafene varierà da settore a settore, nessun materiale funziona bene per tutte le applicazioni ma alcuni hanno già dimostrato di poter portare a delle vere rivoluzioni, a partire dalla pietra, dal bronzo e dal ferro.

Una suggestione: tutto questo movimento scientifico proprio grazie al Carbonio, l'elemento - mi perdoni l'approssimazione - della "vita". Ci ha mai pensato in termini... metafisici?
Mai prima della sua domanda... interessante. Ma la Vita per la Scienza è ancora un Mistero, veda per esempio il nostro commento all'articolo "Why life does not really exist" di Ferris Jabr apparso su Scientifc American. Lì ho scritto che non dobbiamo rimuovere la frustrazione che deriva dalla difficoltà nel definire la vita dal punto di vista scientifico, ma ammettere che c'è molto che non sappiamo e che forse non sapremo mai.
 
Grafene e ricerca italiana: il MIUR se ne è accorto? Oppure il caso dell'Università di Trento è un "unicum" quasi... miracoloso?
In Italia il CNR, specialmente Bologna e Pisa, ha giocato un ruolo fondamentale nella Flagship grafene, qui a Trento abbiamo la Fondazione Bruno Kessler coinvolta, quindi altro che "unicum"; sul MIUR vedremo, personalmente vedo come principale vantaggio dell’Italia - dal punto di vista dei finanziamenti - quello di essere in Europa... pensiamo al lavoro ottimo svolto dall’European Research Council (ERC).

Dal particolare al generale, uno sforzo di sintesi. Un'opinione sul sistema formativo italiano in una battuta: che cosa va bene e che cosa non va bene per niente?
Quello che in Italia va bene è che abbiamo bravissimi docenti, ma sono pochi; quello che non va bene sono gli altri, e la radice è il sistema di reclutamento non veramente meritocratico e non stabile.

Infine, come si chiede agli artisti: quali curiosità personali (scientifiche, ma non solo) vorrebbe soddisfare in futuro? E quali anticipazioni può fornirci sugli indirizzi e gli sviluppi della sua attività di ricerca prossima ventura?
Dovrò lavorare sui miei progetti ERC e sulla Flagship grafene. Ogni cosa mi incuriosisce, come un bambino, ma ciò che più non smette di stupirmi sono proprio i miei figli. Arrivano dalla polvere delle stelle? Io non ci credo e non è questo che spero.