La lunga storia che parte dalla grafite ed arriva al moderno grafene

di Marco Arezio

Abraham Gottlob Werner nasce a Wehrau, in Prussia, l’attuale Polonia, il 15 Settembre 1749 in una famiglia che era occupata nell’industria mineraria, infatti il padre lavorava in una fonderia dello stesso paese.

Werner durante gli studi seguì le orme famigliari e si iscrisse all’Accademia Mineraria di Freiberg, per poi ottenere una specializzazione presso l’università di Lipsia in Paleontologia nel 1771.

Il suo interesse verso le rocce si manifestò precocemente tanto che nel 1774 pubblicò un manuale descrittivo di mineralogia, che fu considerato il primo manuale moderno in materia.

Nel 1775 fu nominato ispettore e docente di Mineralogia Technische Universität Bergakademie Freiberg, divenendo in seguito membro di alcune istituzioni scientifiche Europee.

Il suo interesse verso la grafite fu subito spiccato e ne studiò la formazione, la nascita e la conservazione dei depositi in Europa.

Scoprì che la grafite era costituita da resti vegetali e carbonio che, per via della pressione dei sedimenti (minore di quella che dà origine ai diamanti) e della temperatura tra i 1500 e i 3000 gradi centigradi, diventavano, dopo un lungo processo, grafite.

Oggi sappiamo che i depositi principali di grafite si trovano nel Madagascar, in Russia, nello Sri Lanka, in Messico e, in forma minore in Slovacchia e USA.

Werner, fu nella vita accompagnato sempre da una salute cagionevole e morì a Dresda il 30 Giugno del 1817.

La grafite viene utilizzata per produrre matite, come materiale refrattario, come lubrificante, come colorante, nelle spazzole per macchine elettriche rotanti, in molte applicazioni elettriche e nel settore dell’energia atomica.

La manipolazione della grafite ha recentemente portato a scoprire l’uso del grafene, che è costituito da fogli bidimensionali di grafite, intuendone le numerose doti racchiuse in questo prodotto.

Il grafene non è solo un materiale completamente trasparente alla luce (97,7%), ma anche il materiale più sottile al mondo che conosciamo e, nonostante la sua sottigliezza, può essere stirato fino al 20% della sua lunghezza, mantenendo un carico di rottura teorico di 130 GPa.

Secondo i suoi scopritori, vincitori del premio Nobel nel 2010, un singolo foglio di grafene (quindi un foglio alto 1 atomo) largo 1 metro quadro sarebbe capace di sostenere il peso di un gatto di 4 kg, pesare 0,7 mg ed essere virtualmente invisibile.

Un altro aspetto interessante è che il grafene è capace di immagazzinare idrogeno: se deformato, forma delle "creste", con l'idrogeno che tende ad accumularsi sulle punte di tali creste.

Per rilasciare il gas è necessario eliminare la deformazione del grafene, in modo che l'idrogeno sia espulso dalle creste. Tali risultati sono frutto del lungo lavoro messo in atto dall'Adanascelo team nell'isola di Hokkaido, in Giappone.

Ma l’impiego sperimentale del grafene si è diffuso in molti settori, dall’edilizia, allo sport, ai sistemi illuminanti, agli impianti di desalinizzazione, con lo scopo di applicare i vantaggi tecnici del prodotto in sostituzione di altri materiali meno performanti.

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