IL GRAFENE ITALIANO
Siamo nel comasco, ma la storia non è tanto diversa da quella del garage californiano dove negli anni settanta Steve Jobs diede il via alla vertiginosa avventura della Apple. Dal garage di Jobs arrivarono computer basati sul silicio. Su cosa arriverà da Lomazzo, dove si parla di nanotecnologie e di grafene, è quanto cercheremo di capire in questa inchiesta. Il tutto vede come protagonisti un gruppo di ingegneri, fisici e chimici italiani, che in un ambiente non troppo più grande rispetto al garage di Jobs, hanno dato vita ad una start-up dove è stato brevettato un metodo per produrre grafene detto G+, in modo che il grafene possa essere inserito in qualcos'altro che già esiste e dove noi siamo leader, per esempio nelle gomme da bicicletta.
Cos'è il grafene?
Il grafene è un oggetto misterioso che ha solo due dimensioni. La sua scoperta è recente, risale solo al 2004. Eppure la parola sta entrando nel linguaggio quotidiano così come il termine più generico di nanotecnologie con cui s'intende la manipolazione della materia a livello atomico. Dietro queste parole qualcuno intravede una rivoluzione. Vediamola.
Tutti sappiamo che diamante e grafite, quella delle matite, sono stretti parenti poichè entrambi sono costituiti da atomi di carbonio. Nel diamante gli atomi di carbonio si dispongono secondo una struttura regolare tridimensionale. Nella grafite il carbonio si colloca su molti strati bidimensionali sovrapposti, ciascuno dei quali si presenta con una struttura cristallina. Da quegli strati si è partiti per isolarne uno singolo. In che modo e quando?
La scoperta e il Nobel
Ci riuscirono nel 2004 due ricercatori di Manchester. Originari della Russia, Andre Geim e Konstantin Novoselov, arrabattandosi con mezzi poveri, applicarono ai diversi strati normale nastro adesivo da cartoleria. Isolato quindi con una tecnica di esfoliazione un singolo strato di grafene ormai ridotto in frammenti, i due ebbero un'idea vincente: appoggiarlo su una base di silicio, la sostanza universale dell'elettronica, e in tal modo renderlo visibile al microscopio elettronico.
Nacque così il materiale più sottile, più duro e più resistente della storia, il grafene, che può quindi essere definito come un singolo piano di atomi di carbonio organizzati in un reticolo esagonale a nido d'ape. Il grafene infatti ha solo due dimensioni (un normale foglio di carta per quanto sottile di dimensioni ne ha tre).
Il tutto, nel 2010, fruttò il premio Nobel ai due scopritori.
Il grafene è molto più resistente dell'acciaio, è altamente conduttore ed estremamente leggero. L'esempio più intrigante che ci viene offerto è quello di un gatto di quattro chili che potrebbe dondolarsi su di un'amaca di grafene pesante come un suo baffo: 0,77 milligrammi.
La fabbrica di Lomazzo
Il mito del grafene cresce, prima in Usa che in Europa dove pure è nato. Ed infatti è un pendolare fra Italia ed Usa, l'ingegner Giulio Cesareo, che mantiene anche rapporti con un laboratorio di ricerca a Ulm in Germania a farsi ideatore dello start-up da cui nasce la piccola società di Lomazzo. Battezzata Directa Plus, è l'unica fabbrica industriale di grafene in Europa. Intraprendente e fantasioso, l'ingegnere spiega che impiantare un laboratorio così innovativo in un parco scientifico nei pressi di Como -il parco si chiama Como next- non è stata una scelta casuale.
Qui funziona la macchina che utilizza il suo metodo per produrre G+ e qui esistono giovani preparatissimi nonché due università d'avanguardia(Insubria e Politecnico) e il laboratorio El Ness nato da un acordo con Milano Bicocca.
Qui, sostiene Cesareo, si lavora con lo spirito del garage di Cupertino, appunto come abbiamo detto. Cesareo aggrega altri quattro soci, e nel giro di due anni assume dieci laureati, chimici, fisici, biotecnologi, il che non è poco tanto più che sono in progetto altre 15 assunzioni. Tanto più che il tutto viene realizzato con capitali privati: Fondo TTVenture e FondoComo Venture. Dice Cesareo:”Abbiamo fatto il cammino del salmone controcorrente, dagli Usa siamo venuti a Como. Abbiamo aperto una fabbrica nel Far East dove già abbiamo clienti. Ma presto ci saranno sorprese in Italia.”
Il suo principio fondamentale è operare sull'esistente. Vale a dire aggiungere il grafene agli oggetti che già ci sono. In particolare là dove noi siamo protagonisti sui mercati mondiali.
Le gomme per il giro d'Italia
Recentissimo è l'accordo fra Directa Plus e il Vittoria Group, azienda di Madone -Bergamo- che è leader mondiale nella produzione di gomme e tubolari – sette milioni di gomme l'anno tra cui si annoverano le gomme per le biciclette che corrono il Giro- per una joint venture diretta alla produzione di pneumatici contenenti grafene.
Il tutto avverrà in uno stabilimento che l'azienda bergamasca ha inaugurato lo scorso gennaio nel Far East.
Giulio Cesareo precisa:” Le mitiche nanotecnologie saranno la chiave per migliorare i materiali tradizionali. In questo modo saremo in grado di mirare a mercati che già conosciamo. Offriremo prodotti noti, ma powered by G+ e cioè valorizzati dall'apporto del nostro grafene. Col grafene esalteremo proprietà di certi materiali già esistenti.”
Ad esempio, nei pneumatici il grafene sostituirà il carbon black, che è un prodotto fortemente sospettato di effetti molto nocivi per la salute dell'uomo, aumentandone enormemente la resistenza.
Nel futuro
Altre applicazioni? Il limite sembra solo la fantasia . Il G+ potrà essere introdotto nelle vernici anticorrosive, magari elettricamente conduttive, addirittura antivegetative -pensiamo agli scafi delle navi-.
C'è poi tutto il capitolo ambientale.Si parte dal trattamento delle acque: la struttura planare del grafene diventa come una pista d'atterragio di anelli benzenici o di altri comuni contaminanti organici sul tipo delle famigerate diossine e dei terribili PCB.
Aggiungiamo poi gli spillaggi di idrocarburi (per cui Directa Plus ha ottenuto la certificazione del prodotto G+ dal ministero per l'Ambiente) e gli inquinamenti da pesticidi o da solventi organici clorurati, magari filtri dell'aria in impianti inquinanti.
Al Directa plus lavorano su tessuti ignifughi, ma anche su di una viscosa più tenace all'umido per il tessile d'alta moda, a nuove batterie per auto elettriche, pensano al grafene come additivo del cemento per renderlo insonorizzante. E poi chip che non si scaldano, nuovi materiali per pannelli solari.....
Come la plastica?
Sarà una rivoluzione pari a quella della plastica. Non lo dicono quelli di Lomazzo, ma i vincitori del Nobel.
A Lomazzo ora invece si preoccupano di aumentare la produzione avendo identificatoun processo affidabile ed economico, per l'avvio dell'industria vera e propria basata su questa che gli americani hanno definito “Enabling technology”, una tecnologia che migliora le prestazioni di ciò che già abbiamo.