Lo sviluppo di tecnologie all’avanguardia non può prescindere dalla messa a punto di materiali innovativi, che permettano di rispondere ai nuovi bisogni della scienza e, in un secondo momento, della vita quotidiana. Ne è convinto Andrea Casotto, studente al secondo anno del dottorato internazionale in Science della Facoltà di Scienze matematiche, fisiche e naturali, arrivato dopo il conseguimento della laurea magistrale in Chimica presso l’Università degli studi di Padova, con una tesi riguardante la caratterizzazione di nanocristalli semiconduttori (quantum dots) mediante spettroscopie elettroniche ultraveloci.
Oggigiorno, chi vive senza uno smartphone o un computer? Eppure, questi oggetti, ora così diffusi, non avrebbero mai visto la luce senza una ricerca volta a caratterizzare le proprietà dei materiali semiconduttori (di cui silicio e germanio sono certamente i più noti), e in seguito a funzionalizzarli ed ingegnerizzarli in dispositivi noti come transistor.
«In questo contesto si inserisce la ricerca di Casotto che si colloca in uno sforzo collettivo di studio, interpretazione e caratterizzazione delle proprietà elettroniche di materiali innovativi ed interessanti per possibili applicazioni tecnologiche. Nello specifico, il grafene ha catturato l’attenzione della comunità scientifica nell’ultimo ventennio, ovvero da quando due fisici dell’università di Manchester, Geim e Novoselov, sono riusciti ad ottenere questo singolo strato di atomi di carbonio ordinati in un reticolo di celle esagonali, impresa che valse loro il premio Nobel per la Fisica nel 2010».
Ma qual è il vantaggio di avere a disposizione materiali nanostrutturati, come il grafene?
«È presto detto: la struttura cristallina di un composto, a parità di composizione chimica, ne conferisce proprietà peculiari. In particolare, un reticolo dello spessore di un singolo atomo (un miliardesimo di metro) e idealmente privo di difetti, in cui siano posti questi mattoncini a formare un singolo strato disposto a nido d’ape, porta alla creazione di un materiale flessibile come plastica e più resistente del diamante, che conduce ottimamente calore e corrente elettrica, ma risulta trasparente alla luce.
Non sono solo le proprietà meccaniche del grafene ad essere fuori dal comune, ciò che interessa a noi sono, come detto, le proprietà elettroniche, che rendono questo materiale un ottimo candidato per la realizzazione, tra gli altri, di dispositivi sensoristici e celle fotovoltaiche, le cui prestazioni vengono studiate anche nei nostri laboratori».
Cosa dobbiamo aspettarci dunque dal futuro prossimo? Il grafene farà sempre più parte delle nostre vite?
«La risposta è decisamente sì, e non si tratta solo della mia opinione personale, bensì è una convinzione condivisa anche dalla Commissione Europea, che nel 2013 ha lanciato un ambizioso progetto decennale, il Graphene Flagship, che riunisce più di 170 partner (tra Università e aziende private) provenienti da 21 paesi, con l’obiettivo di velocizzare l’inserimento di questo straordinario materiale nel panorama tecnologico e industriale internazionale. Per fare chiarezza sulle cifre in gioco, per il raggiungimento di questo traguardo sono stati stanziati finanziamenti fino a circa 1 miliardo di euro».
