Graphene FET Flagship è un ambizioso progetto europeo incentrato sull'omonimo nuovo materiale meraviglioso. Grafene, uno spesso strato di carbonio di un atomo, è leggero, trasparente e forte, le cui caratteristiche devono ancora essere completamente scoperte. Il progetto faro riceverà un miliardo di euro in un periodo di dieci anni per spostare il grafene fuori dai laboratori accademici e nella società, dove le sue applicazioni dovrebbero avere un forte impatto tecnologico ed economico.

Jani Kivioja, uno scienziato finlandese, che è un leader di ricerca presso il Nokia Research Center di Cambridge, UK, sta guidando le attività industriali all'interno del progetto. Il suo gruppo cerca di risolvere le sfide scientifiche al fine di trasformare l'industria convergente di Internet e delle comunicazioni. Qui, parla con youris.com di cosa può fare il grafene per i cittadini europei.

Come è stato scoperto il grafene e da chi?

Il grafene è sotto i riflettori scientifici sin dai primi esperimenti pionieristici nel 2004. Andre Geim e Kostantin Novoselov dell'Università di Manchester sono pionieri del grafene. Sono stati riconosciuti dal Premio Nobel per la Fisica nel 2010. Anche le prime applicazioni hanno visto la luce nel 2010.

La ricerca di Nokia con il grafene risale al 2006. Il nostro lavoro si è concentrato su lavori sia sperimentali che teorici su batterie e supercondensatori basati, film flessibili trasparenti, transistor e sensori al grafene.

Quali applicazioni possono venire dal grafene?

Il grafene è trasparente ma è anche estremamente flessibile ma comunque rigido e un ottimo conduttore. Potrebbe essere utilizzato per creare prodotti più leggeri, più robusto, trasparente, flessibile ed estensibile. E per rendere possibili nuovi dispositivi elettronici e fotonici. Le potenziali applicazioni chiave sono, ad esempio, dispositivi elettronici e ottici veloci, elettronica flessibile, componenti leggeri funzionali e batterie avanzate.

Esempi di nuovi prodotti che potrebbero essere abilitati dalle tecnologie del grafene includono veloce, elettronica di consumo flessibile e resistente come carta elettronica e dispositivi di comunicazione personale pieghevoli, e aerei più leggeri e più efficienti dal punto di vista energetico. A lungo termine, si prevede che il grafene darà origine a nuovi paradigmi computazionali e applicazioni mediche rivoluzionarie, con una possibilità che sono le retine artificiali. Ha anche un potenziale in spintronica, una tecnologia emergente che sfrutta sia il grado di libertà intrinseco degli elettroni, chiamato rotazione, e il relativo momento magnetico.

In che modo il grafene può essere considerato una piattaforma tecnologica?

Il grafene ha una meccanica superiore, elettrico, proprietà termiche e ottiche rispetto a qualsiasi altro materiale noto. Inoltre, il grafene ha combinazioni davvero uniche di proprietà superiori. Tutto ciò consentirà una moltitudine di applicazioni in diversi campi. Per di più, si possono realizzare diverse applicazioni utilizzando lo stesso materiale, grafene, e processi correlati al grafene. Questo è ciò che intendiamo quando diciamo che il grafene è una tecnologia di piattaforma.

Qual è lo scopo del progetto FLAGSHIP?

La missione di Graphene Flagship è portare il grafene e i relativi materiali stratificati dai laboratori accademici e nella società. Il suo obiettivo è rivoluzionare molteplici settori e creare crescita economica e nuovi posti di lavoro in Europa.

Questo sforzo di ricerca coprirà l'intera catena del valore dalla produzione dei materiali ai componenti e all'integrazione del sistema. Mira anche a una serie di obiettivi specifici che sfruttano le proprietà uniche del grafene. Per ora ci sono molte lacune nelle industrie manifatturiere del grafene, ma questo cambierà.

Ci sono già alcune applicazioni promettenti. È possibile stampare elettronica utilizzando inchiostri al grafene, Per esempio. Ma la tecnologia avrà davvero un grande impatto in futuro, cinque-dieci anni da oggi.

Quali potenziali vantaggi offre questo progetto all'industria?

È un'opportunità unica per molte aziende, consentendo loro di impegnarsi con il mondo accademico per creare congiuntamente industrie europee di grafene, offrendo la prospettiva di una maggiore crescita economica e di nuove opportunità di lavoro.

Nokia è interessata al grafene, ma non può fare tutto da solo e noi e altri settori possiamo trarre vantaggio da una catena di approvvigionamento migliorata. Anche, Nokia può dare molto a questo progetto. Spesso i grandi progetti finanziati con fondi pubblici tendono ad essere piuttosto accademici in cui le applicazioni e l'impatto non sono così chiari. Ma il mio ruolo e il ruolo di Nokia qui è di assicurare che il progetto abbia un impatto sull'intera Europa attraverso le sue future applicazioni.

Ci sono sfide nell'usare il grafene a livello industriale su un prodotto di massa come questo?

La tecnologia del grafene è ancora agli inizi ed è necessaria una ricerca coordinata su larga scala, ma se gli stessi progressi continuano, ci aspettiamo di vedere alcune cose piuttosto sorprendenti in un futuro non troppo lontano. Gli investimenti globali nella tecnologia del grafene sono nell'ordine di miliardi di dollari, ma la struttura della filiera è ancora in via di sviluppo. Inoltre, è necessaria un'adeguata standardizzazione delle applicazioni derivate dal grafene prima che i prodotti di massa raggiungano il mercato.