Un esempio di come si presenta il grafene.
Graphene Flagship è il nome del progetto avviato da un gruppo di eccellenti istituzioni del settore di tutto il mondo. Tra quelle italiane spiccano l’Università di Bologna, il Politecnico di Milano, il CNR, il NEST e la società Italcementi. Da questa ricerca è nato il cemento che assorbe lo smog.
Il progetto, partito nel 2014, è stato basato sulla ricerca di nuovi materiali tecnologici, come quella dei cementi fotocatalitici, con l’ausilio delle proprietà di assorbimento del grafene. Dall’Unione Europea sono state stanziate risorse per un miliardo di euro al fine di innovare le tecnologie con l’utilizzo di materiali innovativi.
Il Grafene è un materiale scoperto dai fisici Andrej Gejm e Konstantin Novoselov, vincitori nel 2010 del premio Nobel per la fisica. Nel dettaglio, questo materiale è costituito da uno spessore monoatomico con una struttura molecolare a celle esagonali. Questa proprietà chimica permette di essere flessibile e resistente.
Questo materiale innovativo presenta proprietà curiose che potrebbero trovare spazio in moltissime applicazioni. Il grafene, grazie alle sue proprietà elettroniche, è in grado di comportarsi come un semiconduttore e per questo viene spesso utilizzato nelle celle solari. Inoltre, questo materiale è il miglior conduttore termico, superiore all’oro e al diamante.
Ciò che interessa per l’utilizzo nell’edilizia è sicuramente la capacità di resistere a carichi di rottura elevati (130 GPa). Il grafene è altamente flessibile con un modulo di elasticità di 1 TPa e un singolo foglio può essere allungato fino al 20 % della sua lunghezza totale.
Il grafene è molto utilizzato in edilizia, in particolare nelle infrastrutture, e in campo industriale, proprio per le proprietà che possiede questo materiale, tanto da meritarsi l’appellativo di materiale più resistente al mondo.
Sfruttando le grandiose proprietà del grafene un gruppo di ricercatori ha creato un composto fotocatalizzatore di grafene e biossido di titanio. Questa miscela è in grado di eliminare grandi quantità di ossido di azoto presenti nell’atmosfera. Ma come può un conglomerato di cemento essere in grado di assorbire lo smog?
Il composto di grafene – titania può essere utilizzato come una sottile membrana protettiva da applicare sulle superfici. Applicando questo film protettivo su pareti cementizie, le particelle inquinanti non riuscirebbero a penetrare la pellicola che, quindi, potrebbero essere rimosse manualmente oppure dagli agenti atmosferici (pioggia e vento). I ricercatori hanno potuto stabilire, dopo attente valutazioni, che la pellicola non funge solo da protezione ma, grazie alle proprietà del composto, è in grado di degradare le molecole inquinanti fino al 40 % in più rispetto alle tradizionali miscele utilizzate nelle industrie.
Gli stessi membri del super team sono convinti: il cemento che assorbe lo smog sarà realtà. Il coordinatore di Italcementi Marco Goisis ha affermato “per incrementare l’azione fotocatalitica – azione delle nanoparticelle di biossido di titanio per decomporre CO2 – abbiamo deciso di accoppiare il grafene con il fotocatalizzatore biossido di titanio”. Inoltre, a gran voce ha ribadito che la fotocatalisi, ad oggi, è il miglior strumento per decomporre le molecole inquinanti.
Xinliang Feng fisico dell’Università di Dresda ha esaltato le proprietà del materiale “il grafene potrebbe aiutare a migliorare il comportamento fotocatalitico e migliorare le proprietà meccaniche del cemento”.
È chiaro, dunque, che sarebbe un risvolto davvero importante. Tant’è che la nota azienda Italcementi, inserita nel progetto, ha rivelato che questa nuova adozione consentirebbe una riduzione sostanziale dell’inquinamento nelle città mondiali.