Grafene per purificare l'acqua

La struttura molecolare peculiare del grafene consente di creare dei fori di qualsiasi dimensione sulla sua superficie. Questo ha permesso agli scienziati di far passare l'acqua da una parte e i sali dall'altra

di SARA FICOCELLI

WASHINGTON - I materiali che troviamo in natura sono come gli esseri umani: alcuni sono insulsi, altri talmente pieni di qualità da non smettere mai di stupire, diventando a poco a poco indispensabili. Il grafene, detto per l'appunto "il materiale delle meraviglie", appartiene certamente a quest'ultimo gruppo. Ultrasottile, flessibile, circa 200 volte più resistente dell'acciaio e ottimo conduttore di calore e di elettricità, tanto da esser già considerato l'erede del silicio, il materiale costituito da uno strato unico e sottile di carbonio è anche in grado di depurare l'acqua. Avete capito bene: non solo è capace di condurre l'elettricità meglio del rame ed è trasparente come il vetro, non solo è più resistente dell'acciaio e si piega come la plastica (permettendo di realizzare schermi touchscreen da arrotolare e portare in tasca), ma filtra anche l'acqua, eliminando sali e altre sostanze che la rendono non potabile.

A dimostrare la sua ennesima sorprendente proprietà è stato un esperimento di osmosi inversa condotto dai ricercatori del Massachussets Institute of Technology negli Stati Uniti. "La struttura molecolare peculiare del grafene consente di creare dei fori di qualsiasi dimensione sulla sua superficie. Questo ci ha permesso di far passare l'acqua da una parte e i sali dall'altra", hanno spiegato i ricercatori sulla rivista dell'American Chemical Society. "La dimostrazione di questo processo di osmosi inversa non è nulla di nuovo, ma erano necessari equipaggiamenti ingombranti e un alto consumo energetico. Tramite il grafene, invece, il processo di desalinizzazione si può svolgere 1000 più velocemente e a un costo energetico pari a zero".

Il grafene viene ottenuto in laboratorio dalla grafite, il materiale di cui sono fatte le matite che utilizziamo ogni giorno, i cui cristalli vengono trattati con una soluzione fortemente acida a base di acido solforico e nitrico e poi ossidati ed esfoliati fino a ottenere cerchi di grafene con gruppi carbossilici ai bordi. Le scoperte sul grafene e le sue applicazioni (realizzazione di un transistor) conseguite nel 2004 sono valse il premio Nobel per la fisica 2010 ai due fisici Andre Geim e Konstantin Novoselov dell'Università di Manchester. Nonostante i problemi iniziali riscontrati nell'applicabilità del materiale a singolo strato, i due fisici hanno evoluto il grafene fino alla costruzione del cosiddetto tipo "a doppio strato", che garantisce più resistenza e applicabilità di utilizzo.

Nei laboratori dell'ITME (Istituto di Tecnologia per i Materiali Elettronici) presso l'Università di Varsavia sono studiati metodi di produzione a basso costo ed alta efficacia fin dal 2007 e anche il governo polacco sta attivamente sostenendo la ricerca col programma "Innowacyjna Gospodarka" (in italiano Economia Innovativa) che ha già portato al deposito di numerosi brevetti. La ciliegina sulla torta arriva ora dai laboratori Usa e questa volta l'obiettivo è la purificazione dell'acqua. Chissà che il materiale delle meraviglie non riesca davvero a risolvere la drammatica questione mondiale dell'oro blu.

(repubblica.it , 05 luglio 2012)

Avevo già letto e sentito di alcune applicazioni (relative alla conduzione di impulsi elettrici) del grafene e già pensavo fosse un materiale in grado di rivoluzionare la tecnologia. Questa non è che un'ulteriore conferma che amplia ulteriormente i campi di applicazione di questo materiale... grande il carbonio!!! " />

Molto interessante, grazie per averlo postato.

Speriamo solo che il suo utilizzo diventi diffuso prima che nasca la lobby dell'acqua potabile! " />

Di tutte le applicazioni elencate, credo che quella nell'ambito della desalinizzazione dell'acqua sia quella più utile al genere umano, almeno al momento. La questione dell'acqua è drammatica in alcuni paesi e la possibilità di avere acqua potabile a costi ridotti partendo da quella marina è semplicemente incredibile. Tutto però sta a vedere come sarà utilizzata e concessa ai paesi che ne avrebbero più bisogno.

Non direi. Desalinizzare si può fare già in altri modi, più o meno dispendiosi (in tempo e risorse).

Quello per cui si sta rivelando veramente utile è fornire la base per i wafer del futuro soppiantando quelli attuali a silicio e permettendo finalmente il vero passaggio dalla microelettronica alla nanoelettronica.

C'è un ottimo articolo in proposito di Federico Faggin, il padre del microprocessore. Se lo trovate in rete vi consiglio di leggerlo.