Questo affascinante materiale sta generando nuove applicazioni tecnologiche, ma per i più è una delusione provocata da aspettative gonfiate
Sono passati più di vent’anni dalla scoperta del grafene, il materiale che sembrava destinato a rivoluzionare il Mondo. Ogni sorta di meraviglie si celavano dietro quelle che apparivano come imminenti applicazioni del nuovo materiale. Eppure, a guardare l’orizzonte mediatico, sembra quasi che se ne sia persa la traccia: nessun ascensore spaziale, nessun mantello dell’invisibilità, nessuno smartphone pieghevole da indossare al polso. E allora sorge spontanea la domanda: che fine ha fatto il grafene? La risposta racconta molto del modo in cui l’innovazione scientifica si traduce in realtà quotidiana.
Il grafene è stato scoperto nel 2004 dai fisici Andre Geim e Konstantin Novoselov dell’Università di Manchester e per questo furono insigniti del premio Nobel per la fisica nel 2010. Il grafene è composto esclusivamente da atomi di carbonio, esattamente come il diamante. 
La differenza sta nella struttura: mentre nel diamante gli atomi si dispongono in una rete tridimensionale di tetraedri, nel grafene formano un foglio piatto a esagoni, simile a un alveare, presentando lo spessore di un solo atomo.
Un materiale dalle proprietà eccezionali
Questa caratteristica bidimensionale è all’origine delle sue proprietà straordinarie: è flessibile ma più resistente dell’acciaio, conduce elettricità e calore meglio dei metalli, e manifesta fenomeni quantistici rari, come elettroni che si comportano come se non avessero massa. Proprio queste qualità avevano alimentato, all’epoca della scoperta, un entusiasmo senza precedenti. Si parlava di computer quantistici, schermi pieghevoli, circuiti elettronici ultraveloci, armature antiproiettile e persino di un ascensore spaziale.
L’Unione europea lo descriveva come un materiale “destinato a diventare tanto importante per la nostra società quanto l’acciaio o la plastica”. A distanza di anni, tuttavia, molte di quelle promesse sembrano essere rimaste sulla carta, e c’è chi ha iniziato a parlare di disillusione o persino di una corsa all’oro finita male.
Una aspettativa eccessivamente gonfiata
Già durante l’apice dell’entusiasmo collettivo, alcune voci critiche si levavano a mettere in guardia. Nel 2013 la Bbc riportava il parere di un professore secondo cui gli investimenti sul grafene erano “uno spreco di soldi”, perché il materiale era “una tecnologia troppo limitata, interessante, ma non rivoluzionaria”. 
Si parlava, in proposito, di “sindrome del Concorde”: il rischio, cioè, di investire enormi risorse pubbliche in progetti più affascinanti che realmente utili, come l’aereo supersonico che non riuscì mai a diventare economicamente sostenibile.
Eppure, ridurre la vicenda del grafene a una storia di promesse disattese sarebbe un errore di prospettiva. Come spiega Camilla Coletti, senior scientist dell’Istituto Italiano di Tecnologia, il grafene continua a promettere molto in campi come l’elettronica, la fotonica e le telecomunicazioni, “dove le sue proprietà ottiche ed elettroniche possono essere sfruttate in modo efficace”. Il problema non è l’utilità del materiale, ma la difficoltà tecnica di raggiungere i livelli di qualità richiesti da alcune applicazioni avanzate. Nel grafene, infatti, il singolo strato atomico è tutto il materiale disponibile: qualsiasi difetto o processo di integrazione può influenzarne in modo significativo le proprietà, a differenza di quanto accade nell’elettronica tradizionale basata sul silicio, dove le imperfezioni superficiali hanno un impatto relativamente limitato.
Le applicazioni reali sono poco appariscenti
Nel frattempo, il grafene ha già trovato spazio in numerosi prodotti commerciali, anche se raramente viene pubblicizzato come tale. Come osserva Andrea Ferrari, professore di nanotecnologia all’Università di Cambridge, il materiale è utilizzato da anni per le applicazioni più semplici: l’azienda Head lo usa dal 2013 per migliorare le proprietà meccaniche di sci e racchette da tennis, in cui la presenza del grafene è indicata con una “G” disegnata sopra. Ma pian piano si sta diffondendo anche in settori dove è richiesta una qualità più alta: Byd lo impiega nelle batterie delle sue automobili, Huawei per il raffreddamento dei cellulari.
I tempi dell’innovazione
In un articolo pubblicato su Nature si ricorda che “servono anni affinché le innovazioni scientifiche diventino attività commerciali”. L’esempio più illuminante è quello del silicio: tra la sua scoperta e l’invenzione del chip al silicio, che oggi fa funzionare tutti i nostri dispositivi, passarono 124 anni. Per questo non ha senso essere delusi per promesse che sembrano non essere state mantenute. Anzi, secondo Ferrari, “il grafene è perfettamente in orario. Stiamo entrando in questo momento in quei vent’anni che vedranno un enorme sviluppo delle applicazioni basate sul grafene”.
Il grafene ha perso un po’ di interesse popolare, ma non nel mondo accademico. Ogni anno vengono pubblicati migliaia di articoli scientifici che ne studiano le possibili applicazioni nell’intelligenza artificiale e nella desalinizzazione dell’acqua, quest’ultima sempre più cruciale a causa del riscaldamento globale. E gli investimenti continuano: recentemente l’Unione europea ha approvato un investimento italiano di 211 milioni di euro, mentre due anni fa la Germania vi ha destinato 229 milioni di euro. Inoltre, la scoperta del grafene ha aperto la strada a un’intera famiglia di materiali bidimensionali, che possono essere impilati l’uno sull’altro come mattoncini lego, in infinite combinazioni possibili.
Una lezione sull’entusiasmo
La vicenda del grafene, in definitiva, dice molto sul nostro entusiasmo da fuoco di paglia, che brucia intensamente e si spegne prima che una scoperta possa mostrare le sue vere potenzialità. L’ascensore spaziale potrebbe non arrivare mai, né tantomeno il mantello dell’invisibilità, e potrebbe servire ancora qualche anno per i cellulari indossabili. Ma questo non significa che il grafene abbia fallito: significa che l’innovazione scientifica segue ritmi propri, lontani dai cicli mediatici. Comprendere questa dinamica è essenziale per valutare con lucidità le promesse della tecnologia, evitando tanto l’entusiasmo acritico quanto la delusione prematura. Il grafene, insomma, non ha tradito le sue promesse: sta semplicemente mantenendole con i tempi d ella scienza, non con quelli dei media.
Nicola Sparvieri
Foto © DDay, Android Caotic, Cnr, Wired Italia
