Grafene: cos'è e quali sono le applicazioni industriali per cui sarà utilizzato

Il Grafene è tra i materiali che più di tutti hanno rivoluzionato il mondo scientifico durante l'ultimo decennio e rivoluzionerà le principali applicazioni industriali e consumer nel futuro prossimo. Si tratta infatti del materiale più sottile attualmente conosciuto dall'uomo, composto da un singolo strato di atomi di carbonio bidimensionale. Le caratteristiche del grafene sono davvero sensazionali e non basterebbe un trattato scientifico per descriverle tutte; basti pensare che la sua scoperta ha consentito la vittoria del premio Nobel del 2010 agli scienziati che l'hanno portato alla luce.

Un po' di storia. Come è stato scoperto il Grafene?

Il Grafene è stato scoperto in modo più o meno involontario all'interno di un laboratorio inglese nel 2004 da due fisici russi; l'obiettivo era infatti quello di ottenere delle strutture sempre più sottili di grafite. Celeberrimo è diventato il metodo con il quale i due scienziati sono arrivati alla loro scoperta, ovvero grazie all'utilizzo del "nastro adesivo" con cui hanno rimosso strato dopo strato i livelli superficiali di grafite.

La scoperta del Grafene ha valso ai due scienziati Andrej Gejm e Konstantin Novosëlov il Premio Nobel per la Fisica nel 2010, per i "pionieristici esperimenti riguardanti il materiale bidimensionale grafene". Lo studio di questo materiale è stato in seguito intensificato e ora esistono un elevato numero di laboratori nel mondo totalmente dedicati alla ricerca sul Grafene.

Tra i più interessanti e avanzati programmi di ricerca possiamo citare il Graphene Flagship Project, progetto Europeo di ricerca, innovazione e collaborazione sul Grafene con l'obiettivo di aumentare la conoscenza condivisa di questo incredibile materiale.

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Grafene: di cosa si tratta e quali sono le possibili applicazioni

Abbiamo precedentemente evidenziato una delle caratteristiche primarie del Grafene, l'estrema sottigliezza. Il Grafene può essere infatti considerato come un singolo foglio di atomi di carbonio dove ogni singolo foglio risulta spesso quanto un atomo di carbonio.

Questo materiale è talmente ricco di peculiarità che risulta destinato a rivoluzionare un'ampia lista di settori produttivi: elettronica, aeronautica, medicina, costruzioni, illuminazione, informatica e altro ancora.

Quali sono le proprietà tecniche del Grafene?

PROPRIETÀ OTTICHE

Grazie allo spessore estremamente ridotto di circa 0,3 nanometri e alla disposizione degli atomi di carbonio, il Grafene assorbe solamente il 2,3% delle radiazioni luminose; le capacità fotoassorbenti sono dunque incredibili e il Grafene potrebbe essere utilizzato come elettrodo trasparente all'interno di applicazioni innovative di illuminazione.

PROPRIETÀ TERMICHE

La singola molecola di carbonio non è in grado di condurre il calore in modo particolarmente ottimale ma per il Grafene non vale la stessa considerazione. La particolare disposizione del foglio di carbonio consente infatti al Grafene di avere un ottimo grado di conducibilità termica a temperatura ambiente, addirittura superiore rispetto ai nanotubi di carbonio e al rame.

PROPRIETÀ MECCANICHE

Grazie alla struttura a nido d’ape, tipica delle molecole di carbonio, il Grafene garantisce un’ottima resistenza, unita ad un'incredibile leggerezza; secondo alcune ricerche un metro quadrato di Grafene è in grado di sostenere 4 kg.

Un caso specifico di applicazione: il pc embedded realizzato al Grafene

Tra le innovative serie di pc embedded proposte da Digimax, una delle soluzioni più interessanti proposte da AAEON risulta proprio BOXER-6641-Pro, pc rugged industriale che utilizza il Grafene come componente per la dissipazione termica. Oltre alle caratteristiche tecniche di assoluto rilievo come l'utilizzo dei processori Intel® Core™ di nona e ottava generazione e le incredibili prestazioni di calcolo, questo hardware adotta il Grafene per incrementare sensibilmente le capacità termiche e migliorare dunque l'affidabilità anche in condizioni critiche.

Adottando il Grafene all'interno del design termico, BOXER-6641-Pro incrementa il grado di dissipazione del calore e apre una strada nel mondo della progettazione industriale. Qui di seguito alcune caratteristiche tecniche:

• Ampia temperatura di esercizio -40~70°C con chassis "grafene" per potenza di calcolo estrema e capacità di visualizzazione grafica
• Processore Core™ con socket di livello desktop - i3/i5/i7 (CPU TDP 35W)
• Supporta DDR4 ECC o SODIMM non ECC, fino a 64 GB
• Supporta doppio display HDMI x 2

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