Qualsiasi fonte di carbonio, anche quella proveniente da materiali gettati nella spazzatura, utilizzabile per creare grafene: è quanto promette un team di ricercatori della Rice University che stanno utilizzato una particolare tecnologia ad impulsi di alta energia convogliati da un reattore progettato su misura per creare preziosi “fiocchi” di grafene.
È proprio la temperatura la chiave di tutto il processo: in sostanza si accelera il lento processo geologico nel corso del quale il carbonio diventa grafite, un processo accelerato da una fonte di calore molto alta.
Come definiscono gli stessi ricercatori, si tratta di un processo rapido ed economico grazie al quale è possibile, per esempio, convertire una tonnellata di carbone, di rifiuti alimentari o di plastica in grafene ad una frazione del costo che un processo del genere comporterebbe con i metodi tradizionali per la creazione del grafene.
Si tratterebbe anche di un processo super pulito che non vede l’utilizzo di solventi e nel quale tutta l’energia in eccesso viene fuori sotto forma di luce, una lampo molto brillante.
Si tratterebbe di un metodo che andrebbe anche a risolvere, sebbene in parte, il problema dei rifiuti, come fa intendere James Tour, ricercatore del laboratorio chimico dove si sta sviluppando questa tecnologia.
In tutto il mondo, parlando solo di rifiuti alimentari, si getta via dal 30 al 40% degli alimenti solo perché hanno superato una determinata data di scadenza e questo senza calcolare le altre tipologie di rifiuti, tra cui la plastica.
Il nuovo metodo vede la produzione di grafene in 10 millisecondi: si riscaldano i materiali contenenti carbonio ad una temperatura di 3000° kelvin. Per quanto riguarda il materiale di partenza, quest’ultimo può essere praticamente qualsiasi cosa che contenga carbonio, dai rifiuti di plastica al carbone per passare dai rifiuti derivanti dal legno, eccetera.
Si tratterebbe di una soluzione, forse definitiva, del problema principale riguardante la produzione di grafene: il suo costo che attualmente oscilla tra i 67.000 e il 200.000 dollari a tonnellata.
“Con il nostro metodo, quel carbonio diventa fisso”, riferisce Tour. “Non entrerà più nell’aria.”
Inoltre, secondo i ricercatori, il grafene prodotto questo metodo potrebbe rivelarsi molto utile come legante per il calcestruzzo, altra cosa che potrebbe ridurre l’impatto ambientale. La produzione del cemento, infatti, è responsabile fino all’8% dell’immissione di anidride carbonica prodotta dall’uomo nell’aria ogni anno.
“Trasformare la spazzatura in tesoro è la chiave dell’economia circolare”, dichiara Rouzbeh Shahsavari, professore di ingegneria civile e ambientale e uno degli autori dello studio. “Qui, il grafene agisce sia come modello 2D sia come agente rinforzante che controlla l’idratazione del cemento e il successivo sviluppo della resistenza.”
Approfondimenti
- Rice lab turns trash into valuable graphene in a flash (IA)
- Gram-scale bottom-up flash graphene synthesis | Nature (IA) (DOI: 10.1038/s41586-020-1938-0)
