Innovazione: dal tessile al settore energetico, la rivoluzione del grafene è alle porte

Dal settore energetico, a quello dei tessuti, il mondo della ricerca si sta preparando alla rivoluzione del grafene. Si tratta – spiega ad Agenzia Nova Vittorio Pellegrini, direttore della Graphene Flagship dell’Istituto Italiano di Tecnologia e fondatore dell’azienda BeDimensional – di “un cristallo fatto da atomi di carbonio sottile quanto l’atomo stesso, quindi un velo di materia bidimensionale. È come se fosse un foglio che fa parte di un libro, che è la grafite. Essendo bidimensionale e avendo una struttura particolare di atomi di carbonio, ha delle proprietà incredibili di trasporto elettrico, di trasporto di calore, impermeabilità, flessibilità e resistenza meccanica”. “Nel 2004 – racconta Pellegrini – si è scoperto quasi per caso come strappare questa singola pagina dal libro, e poi successivamente si sono scoperti tutta una serie di cristalli bidimensionali simili al grafene, ma composti da altri atomi. La famiglia si è arricchita in questi anni e conta quasi più di duemila membri. Questi cristalli, singolarmente o tutti insieme, per le proprietà che hanno possono produrre una serie di applicazioni, che possono veramente rivoluzionare il settore dei materiali e dei tessuti, il settore energetico e quello dei compositi”. Secondo il direttore della Graphene Flagship si tratta di una rivoluzione maggiore a quella provocata dalla scoperta dell’alluminio a fine ‘700, che ha portato – dopo alcuni decenni di ricerca e sviluppo – alla sua produzione e alle grandi applicazioni negli aerei e nei motori.

“Qui siamo di fronte a qualcosa che forse è addirittura più pervasivo”, osserva Pellegrini, convinto che il passo decisivo sia ancora da compiersi. “Il grafene si può integrare in una varietà di plastiche, per dare origine a delle plastiche più robuste che conducono calore; si può integrare in una varietà di tessuti, per generare delle proprietà di resistenza al fuoco; si può utilizzare nel settore energetico nelle batterie ioni-litio; si può utilizzare come pasta conduttiva nei pannelli fotovoltaici. Ha molte applicazioni. Alcuni prodotti esistono già, ma con tutta franchezza il prodotto a base grafene che rivoluzionerà e sarà più di successo ancora non l’abbiamo identificato”, racconta il direttore. Per questo la ricerca, sia su come ottimizzare i metodi di produzione del grafene sia sulle sue applicazioni corre veloce in tutto il mondo e l’Italia non ha intenzione di restare indietro. “Sono molte le attività di ricerca nelle università italiane e all’Istituto italiano di tecnologia (Iit) nel quale nel 2013 abbiamo messo su un gruppo che è diventato molto importante a livello mondiale. Alcuni anni dopo siamo riusciti a trovare un modo brevettato per produrre questo foglio in grandi quantità e a un costo relativamente basso. Si tratta di un metodo di produzione che si applica al grafene, ma anche a tutti gli altri membri di questa famiglia di cristalli bidimensionali”, spiega Pellegrini, che dopo la scoperta ha fondato insieme a due colleghi ricercatori la start-up BeDimensional, inizialmente società spin-off dell’Iit e dal 2018 entrata a far parte del gruppo Pellan.

“Noi siamo stati molto fortunati, perché abbiamo trovato un contesto imprenditoriale molto adeguato: il gruppo Pellan ha visto questa opportunità e ha deciso di non aspettare che questa tecnologia maturasse fino ad arrivare sul mercato e poi usufruirne, ma di inglobare questa ricerca e sviluppo all’interno del gruppo, per coglierne i frutti già oggi in parte, ma soprattutto domani, dal punto di vista delle applicazioni”, spiega il fondatore, prevedendo che “questa tecnologia, che sta iniziando a dare i propri frutti, probabilmente tra cinque anni sarà molto più devastante in termini di numeri e di penetrazione del mercato rispetto a oggi”. L’ultimo passo in avanti è il finanziamento da parte del
ministero dello Sviluppo economico di 427mila euro a fondo perduto per l’industrializzazione di un’etichetta smart tag in grafene, da applicare nella produzione dei tessuti. “Processi molto aggressivi – spiega Pellegrini – incompatibili finora con le etichette smart”. Grazie al tag in grafene, invece – prosegue – “si potrà mappare e interrogare i tessuti nei vari step di lavorazione, costruendo e immagazzinando in una memoria la loro storia. Uno strumento molto utile, ad esempio, in caso di deterioramento di un tessuto nel tempo, per risalire al problema”.[