Il Premio Nobel per la fisica va ad Andre Geim e Konstantin Novoselov, entrambi fisici di origine russa che ora lavorano presso l'Università di Manchester nel Regno Unito, per la loro scoperta del grafene.
Il grafene è una sostanza simile a un foglio composta da atomi di carbonio legati insieme in uno schema esagonale ripetuto. È il primo materiale essenzialmente bidimensionale mai realizzato.
Essere il pezzo di materia più sottile al mondo è solo uno dei tanti superlativi che possono essere applicati al grafene. È anche il materiale più resistente conosciuto, circa 100 volte più resistente dell'acciaio. Poiché un foglio di grafene è spesso solo un atomo, è anche trasparente, e quindi può svolgere un ruolo nello sviluppo di futuri display elettronici.
Alcune delle caratteristiche più interessanti del materiale, dal punto di vista delle applicazioni future, ha a che fare con le sue proprietà elettriche. L'elettricità scorre rapidamente attraverso il grafene e senza perdere molta energia lungo il percorso. Questo, insieme al fatto che è relativamente facile da fabbricare, rende il grafene un candidato per sostituire o migliorare i circuiti integrati che riempiono oggi i nostri computer. Questo circuito è spesso costruito attorno a minuscoli frammenti di silicio che contengono miliardi di transistor, ognuno dei quali può agire come un interruttore che si trova in posizione ON o OFF oppure, in alternativa, può essere impostato come 0 o 1 nella logica binaria utilizzata dai computer per memorizzare ed elaborare le informazioni. I chip di grafene possono essere più economici, Più veloce, e più facile da fabbricare rispetto ai chip di silicio.
Una cosa che rallenta l'uso del grafene nell'elettronica è che potrebbe essere un conduttore di elettricità troppo buono. Per agire come un interruttore, un transistor deve essere spento e riacceso rapidamente. I materiali semiconduttori normalmente utilizzati nei transistor sono, per loro natura, in bilico tra condurre e non condurre elettricità. Questo è, mediante l'ingresso di un segnale molto piccolo possono consentire il passaggio di una corrente elettrica (che designa la posizione ON) o non passare (la posizione OFF). Grafene puro, essendo principalmente un buon conduttore, non può essere acceso e spento. Però, Geim e molti altri scienziati ritengono che il grafene possa essere modificato per risolvere questo problema.
Una scoperta con i piedi per terra
Geim e Novoselov e i loro colleghi hanno scoperto il grafene in modo molto umile. Hanno preso un po' di scotch e l'hanno passato su un pezzo di grafite sfusa, la stessa roba usata nelle matite. Il nastro ha rimosso i fiocchi di carbonio che erano spessi molti strati. Ma con l'uso ripetuto del nastro, si potrebbero produrre fiocchi sempre più sottili, inclusi alcuni che alla fine erano spessi solo un singolo strato. Le immagini microscopiche hanno confermato ciò che l'occhio umano non poteva vedere.
Il grafene è talvolta paragonato ai nanotubi di carbonio, essenzialmente pezzi di grafene arrotolati a forma di paglia. Entrambi sono ottimi conduttori di calore e di elettricità. Entrambi sono abbastanza forti.
"Il grafene è la base fondamentale di tutte le nanostrutture di carbonio, compresi i nanotubi di carbonio, fullereni, e molto altro ancora ed è stato il Santo Graal per la comunità di ricerca per molti anni, " ha detto Mildred Dresselhaus, un fisico al MIT ed esperto di queste varie forme di carbonio. "È fantastico che Geim e Novoselov siano stati ora riconosciuti da questo meraviglioso premio per aver avuto l'idea di produrre effettivamente il grafene in modo semplice e per aver sviluppato una fisica meravigliosa basata su questo materiale".
Il re di Svezia assegnerà il premio a Geim e Novoselov in una cerimonia a Stoccolma a dicembre.
In una nota insolita all'annuncio di oggi, Andre Geim è diventato uno dei pochi scienziati a possedere sia un premio Nobel che un premio Ig-Nobel. Gli Ig-Nobel sono una sorta di premio anti-Nobel; vengono assegnati in parte per scherzo e in parte per far riflettere. Geim ha vinto un Ig-Nobel nel 2000 per aver fatto levitare le rane usando campi magnetici. Questo lavoro non era fasullo, solo strano.
Nel frattempo, Geim e altri ricercatori si aspettano di trovare molte altre applicazioni per il grafene. Oltre all'uso nei materiali da costruzione o nell'elettronica, il grafene potrebbe emergere come base per sensori chimici e per generatori di luce terahertz. Questo tipo di radiazioni, con frequenze di circa un trilione di cicli al secondo, è un po' difficile da produrre. Potrebbe essere importante come nuovo strumento di imaging poiché i corpi umani sono trasparenti a questa frequenza, rendendo questo tipo di onda luminosa utile per le macchine di sicurezza o di scansione medica.
