Il grafene si conferma ancora una volta protagonista assoluto della ricerca sui materiali avanzati. Una recente scoperta compiuta in Corea del Sud apre scenari concreti per l’industria dei semiconduttori e delle batterie. Si tratta di una tecnica innovativa che accelera la crescita delle pellicole di grafene con velocità mai registrate prima, avvicinando il materiale ai suoi limiti teorici di conduttività e resistenza. L’impatto di questo progresso potrebbe cambiare l’intero settore tecnologico, dalle infrastrutture per l’Intelligenza Artificiale ai dispositivi mobili di ultima generazione.
Il grafene è stato isolato per la prima volta nel 2004 e da allora è considerato un materiale rivoluzionario per la sua struttura atomica unica. Si tratta di un singolo strato di carbonio disposto in reticolo esagonale, capace di offrire caratteristiche meccaniche ed elettriche superiori a qualsiasi altro materiale conosciuto. Nonostante ciò, la difficoltà nella produzione su larga scala e l’impossibilità di ottenere superfici prive di imperfezioni ne hanno per anni limitato l’applicazione industriale. La ricerca coordinata da Rodney Ruoff presso l’Istituto di Scienza di Base in Corea del Sud è un passo avanti decisivo, pubblicato in dettaglio su Nature Communications.
Il nuovo processo utilizza un substrato poroso paragonabile ad una spugna, che consente la crescita ordinata del grafene e ne semplifica il distacco senza introdurre difetti o pieghe, problematiche frequenti in altre metodologie. In questo modo si ottengono film sottili con valori di conducibilità elettrica e termica vicini a quelli massimi previsti dalla teoria, caratteristica indispensabile per componenti elettronici ad alte prestazioni. Inoltre, la rapidità del procedimento raggiunge 6,2 strati al secondo, una velocità che lo rende compatibile con un impiego industriale, riducendo notevolmente costi e tempi di fabbricazione.
Un aspetto particolarmente interessante evidenziato dal coautore Yongqiang Meng riguarda la possibilità di modellare preventivamente le superfici metalliche utilizzate nella fase iniziale, una prerogativa che permette di ottenere pellicole di grafene adattabili a geometrie complesse, offrendo anche una notevole flessibilità progettuale. Ciò potrebbe risultare fondamentale per i chip destinati ai data center, oggi chiamati a gestire gli imponenti carichi computazionali delle applicazioni di Intelligenza Artificiale e Machine Learning.
In questi contesti, la dissipazione del calore e la miniaturizzazione sono fattori decisivi per migliorare l’efficienza complessiva. Le implicazioni non si limitano però solo all’elettronica avanzata, infatti, l’elevata conduttività del materiale apre prospettive rilevanti anche per l’accumulo energetico, con batterie in grado di ricaricarsi in tempi più brevi e di mantenere prestazioni costanti per un numero superiore di cicli. Al contempo, l’impiego come rivestimento per il controllo termico si presta a settori ad alta intensità tecnologica, come la mobilità elettrica ed i dispositivi portatili, dove la gestione del calore influisce direttamente sull’affidabilità e sulla durata. Il prossimo obiettivo dei ricercatori riguarda la verifica della scalabilità del metodo oltre i test di laboratorio, con l’integrazione del grafene in linee produttive già operative. La capacità di mantenere costanza qualitativa a livello industriale sarà un passaggio determinante per trasformare una scoperta scientifica in un nuovo punto di partenza della manifattura tecnologica globale.
