Per molti esperti, il grafene è il materiale del futuro.
La
sua definizione scientifica può essere considerata alquanto complessa,
ma la verità è che le proprietà di questo materiale aprono un nuovo
orizzonte nel mondo della tecnologia.
Il grafene è un materiale composto da carbonio puro, simile alla grafite ma con caratteristiche che lo rendono straordinariamente leggero e resistente.
Un foglio di un metro quadrato di grafene pesa 0,77 milligrammi.
La sua resistenza è 200 volte maggiore di quella dell'acciaio e la sua densità è simile a quella della fibra di carbonio .
Tutto ciò lo rende resistente alle elevate forze di flessione senza rompersi.
È uno dei materiali più conduttivi per l'elettricità e il calore, il che lo rende il materiale perfetto per l'elettronica e molti altri settori.
Le sue applicazioni sono virtualmente illimitate e promettono di rivoluzionare molti campi:
dall'elettronica e informatica all'edilizia o anche alla "salute"...
Puoi
trovare quasi tutte le applicazioni del grafene in questo elenco di
seguito: alcune già commercializzate, alcune hanno bisogno di anni per
concretizzarsi.
Un promemoria :
Il grafene è chiamato il "materiale delle meraviglie" per un motivo.
Ci sono decine di ricerche al riguardo che non sono ancora state pubblicate, ma potrebbero cambiare il mondo domani. D'altra parte, anche alcune delle potenziali applicazioni che elenchiamo qui potrebbero essere smentite in futuro.
Per questo motivo, non possiamo affermare che questo elenco includa tutte le applicazioni del grafene, ma senza dubbio è uno degli elenchi più inclusivi delle applicazioni del grafene che puoi trovare online.
Dichiarazione di non responsabilità:
Il
contenuto di questo post o di qualsiasi altro materiale collegato è
inteso solo a scopo informativo e non deve essere preso come consiglio
medico o tecnico.
1. Grafene nelle celle solari
L'idea
di sviluppare celle solari più leggere, flessibili e trasparenti era in
circolazione da un po', ma il problema era trovare il materiale che
avesse tutte le proprietà e fosse in grado di trasportare la corrente.
L'ossido di indio e stagno è stato utilizzato perché era trasparente, tuttavia non era flessibile quindi la cella doveva rimanere rigida.
Nel 2017, i ricercatori del MIT sono riusciti ad applicare con successo il grafene su una cella solare. Quando hanno confrontato la cella solare al grafene con altre fatte di alluminio
e ossido di indio e stagno, hanno visto che era buona quanto la cella
ITO, e un po' peggio di quella ad Al in termini di densità di corrente
ed efficienza di conversione della potenza.
Tuttavia,
ci si aspetta che una cella trasparente abbia prestazioni inferiori
rispetto a quella a base di alluminio, che non è trasparente.
Sebbene
le proprietà elettriche non siano state una svolta, è stata sviluppata
una cella solare che può essere installata su qualsiasi tipo di
superficie (auto, vestiti, carta e telefoni cellulari, ecc.) Che sia
flessibile e trasparente.
Leggi: Uso del grafene nelle celle solari
2. Batterie al grafene
Le
batterie agli ioni di litio potenziate con grafene mostrano
caratteristiche incredibili come una maggiore durata, una maggiore
capacità e tempi di ricarica più rapidi, nonché flessibilità e
leggerezza, in modo che possano essere utilizzate nell'elettronica
indossabile.
Leggi: Batterie agli ioni di litio e batterie al grafene
3. Grafene nelle centrali nucleari
L'acqua
pesante utilizzata nelle centrali nucleari per raffreddare i reattori è
costosa da produrre e provoca un milione di tonnellate diemissioni di CO 2 durante la produzione.
membrane di grafene.
Il leader del team, il dott. Lozada-Hidalgo,
ritiene che questa innovazione sia estremamente importante e che la sua
introduzione nell'industria nucleare avverrà presto, anche se questa
industria è solitamente scettica riguardo alle nuove tecnologie.
Leggi: Grafene per centrali nucleari
4. Grafene in Termoelettrico
L'effetto
Seebeck è definito come un effetto termoelettrico che si verifica
quando il calore viene applicato a uno dei due conduttori elettrici
dissimili (o semiconduttori) per spostare gli elettroni dalla parte
calda alla parte più fredda e produrre elettricità.
Tuttavia, l'energia generata da questo metodo è davvero piccola, solitamente quantificata in microvolt.
Tuttavia,
si ritiene che possa essere utilizzato per beneficiare del calore
generato dai motori, che viene praticamente disperso. Il grafene può essere utilizzato per aumentare l'effetto Seebeck creato da Strontium Titanate, quasi fino a 5 volte.
5. Grafene nella distillazione dell'alcol
Le
proprietà fisiche del grafene sono così interessanti e uniche che
lascerebbe passare grandi molecole d'acqua ma fermerebbe le molecole di
elio che potrebbero fuoriuscire attraverso il vetro.
Andre Geim (uno degli inventori del grafene) e Rahul Nair
dell'Università di Manchester hanno provato a sigillare una bottiglia
di vodka con una membrana di grafene che hanno sviluppato e hanno
scoperto che il grafene potrebbe distillare efficacemente l'etanolo anche a temperatura ambiente e senza il vuoto necessario per la distillazione metodi.
Questa area di utilizzo può essere impiegata nelle bevande alcoliche, nel carburante, nella purificazione dell'acqua e così via.
6. Grafene nelle celle a combustibile
Anche gli atomi di idrogeno, conosciuti come l'atomo più piccolo, non possono passare attraverso il grafene.
In un'altra ricerca, Sir Andre Geim e il suo team hanno testato se i protoni sarebbero stati bloccati dal grafene o meno.
Sorprendentemente, i protoni potrebbero passare attraverso il grafene. Questa
proprietà migliorerebbe le prestazioni delle celle a combustibile
abbassando il crossover del combustibile che è un grosso problema con le
celle a combustibile che riduce la durata e l'efficienza.
Leggi: Lo sviluppo delle celle a combustibile con la nanotecnologia
7. Grafene nella somministrazione di farmaci
Il grafene funzionalizzato può essere utilizzato per trasportare i farmaci chemioterapici ai tumori per i malati di cancro. I vettori a base di grafene miravano meglio alle cellule tumorali e riducevano e diminuivano la tossicità delle cellule sane colpite.
La
somministrazione di farmaci non si limita al trattamento del cancro, i
farmaci antinfiammatori sono stati veicolati anche da combinazioni di
grafene e chitosano e hanno prodotto risultati promettenti.
8. Grafene nel trattamento del cancro
Il grafene può anche rilevare le cellule tumorali nelle prime fasi della malattia.
Inoltre,
può impedire loro di crescere ulteriormente in molti tipi di cancro
intervenendo sulla corretta formazione del tumore o provocando
l'autofagia che porta alla morte delle cellule tumorali.
9. Grafene nella consegna genica
La consegna genica è un metodo utilizzato per curare alcune malattie genetiche portando DNA estraneo nelle cellule ...
L'ossido di grafene
modificato con polietilenimina può essere utilizzato per questi scopi
dovrebbe mostrare una bassa citotossicità, come ha fatto nel caso della
somministrazione del farmaco.
10. Grafene nella terapia fototermica
La terapia fototermica
(PTT) è un approccio utilizzato per eliminare le cellule anormali
nell'area mirata del corpo irradiando uno speciale agente che crea
calore in grado di distruggere tali cellule.
L'ossido di grafene aumenta l'efficacia del PTT in diversi modi.
In
primo luogo, può essere utilizzato per trasportare farmaci
chemioterapici alle cellule tumorali mentre sono esposte
contemporaneamente a PTT. La combinazione di chemio e PTT in questo modo è più efficace rispetto all'utilizzo di uno solo di questi approcci.
Un nanocomposito di ossido di grafene ridotto (QD-CRGO) può essere utilizzato durante il PTT per il bioimaging delle cellule tumorali.
Inoltre, nella loro ricerca, un gruppo di scienziati della Texas Tech e della Texas A&M University
ha dimostrato che l'uso di ossido di grafene funzionalizzato con
porfirina biocompatibile come piattaforma per il PTT per il cancro al
cervello ha ucciso più cellule tumorali rispetto al solo PTT, senza
danneggiare il cellule sane.
11. Grafene nel monitoraggio del diabete
Scienziati
dell'Università di Bath hanno sviluppato un test di monitoraggio della
glicemia che non perfora la pelle, a differenza dei test con puntura del
dito attualmente utilizzati.
Questo
cerotto, che include un sensore al grafene, è in grado di lavorare su
una piccola area contenente almeno un follicolo pilifero. Rileva il glucosio estraendolo dal fluido presente tra le cellule.
Ciò
non solo pone fine ai dolorosi metodi di monitoraggio della glicemia,
ma dovrebbe anche aumentare l'accuratezza dei risultati.
12. Grafene in dialisi
Le membrane in grafene non sono utili solo per l'industria energetica, nucleare e alimentare.
Un gruppo di ricercatori del MIT ha dimostrato che il grafene può essere utilizzato anche per filtrare il sangue da rifiuti, droghe e sostanze chimiche.
La
superiorità del grafene in questo caso è che è 20 volte più sottile
delle membrane tradizionali che porta ad una significativa diminuzione
del tempo trascorso in dialisi per i pazienti.
Leggi: Miglioramento del processo di dialisi con il grafene
13. Grafene nell'impianto di ossa e denti
L'idrossiapatite, una forma di apatite di calcio, è un materiale utilizzato come
sostituto osseo sintetico per l'osso rigenerato e i tessuti dentali.
Il grafene, combinato con idrossiapatite e chitosano, ha mostrato un
aumento della forza, della resistenza alla corrosione, della
flessibilità e delle proprietà meccaniche e osteogeniche del sostituto
rispetto al solo HAp.
14. Grafene nell'ingegneria dei tessuti e nella terapia cellulare
Le ossa non sono l'unico tessuto che il grafene può curare.
È
stato dimostrato che alcune forme di grafene sono compatibili con gli
osteoblasti umani e le cellule mesenchimali umane, mostrando proprietà
simili con il microambiente fisiologico delle cellule.
Le
cellule coltivate con questo metodo hanno dimostrato una migliore
crescita, proliferazione e differenziazione pur essendo inefficaci sulla
vitalità delle cellule.
Le cellule staminali sono particolarmente importanti nella reingegnerizzazione dei tessuti per migliorare la vita delle persone con disturbi neuronali o malattie neurodegenerative.
15. Sensori UV al grafene
I
sensori UV vengono utilizzati per rilevare livelli pericolosi di
radiazioni ultraviolette che possono causare problemi alla pelle o
addirittura il cancro.
Tuttavia,
non è l'unico uso dei sensori UV, sono utilizzati anche nel settore
militare, nelle comunicazioni ottiche e nel monitoraggio ambientale.
Di
per sé, il grafene potrebbe non presentare un'elevata fotoresponsività,
ma quando viene combinato con altri materiali, crea sensori UV
flessibili, trasparenti, ecologici e a basso costo che porteranno a
tecnologie come l'elettronica indossabile nel prossimo futuro.
Leggi: Sensori UV al grafene
16. Grafene per il cervello
I misteri sul cervello non sono stati ancora svelati del tutto.
Una tecnologia basata sul grafene può consentire agli scienziati di scoprire molte delle incognite registrando l'attività elettrica del cervello. Questo
nuovo dispositivo è in grado di ascoltare le frequenze al di sotto dei
limiti delle vecchie tecnologie e non interferisce con il funzionamento
del cervello.
Oltre
alla ricerca su come funziona il cervello, la tecnologia può aiutare
gli scienziati a comprendere le ragioni alla base delle crisi
epilettiche e sviluppare trattamenti per i pazienti.
Inoltre,
scoprire di più sul cervello potrebbe portare allo sviluppo di nuove
interfacce cervello-computer che vengono utilizzate in molte aree,
incluso il controllo degli arti protesici.
17. Grafene nella diagnosi dell'HIV
Nonostante tutti i miglioramenti, ci sono molti inconvenienti sugli attuali metodi di diagnosi dell'HIV.
Possono
rilevare gli anticorpi nel corpo quasi un mese dopo che il paziente è
stato infettato, oppure possono rilevare il virus stesso, tuttavia
questi metodi richiedono del tempo per elaborarsi e sono più costosi
rispetto al metodo degli anticorpi.
Il
nuovo metodo è in grado di rilevare il virus solo una settimana dopo
essere stato infettato e a livelli 100.000 volte inferiori a quelli
rilevati dai test attuali. Inoltre, i risultati del test sono pronti entro 5 ore dal test.
Leggi: Diagnosi HIV più veloce con nanoparticelle d'oro e grafene
18. Biosensori al grafene
Uno dei vantaggi del grafene è la sua capacità di rilevare quantità minime di sostanze.
Con esso può essere rilevata anche una singola molecola in un grande volume. I biosensori fatti di grafene, ossido di grafene o ossido di grafene ridotto mostrano proprietà ultrasensibili quando rilevano DNA, ATP, dopamina, oligonucleotidi, trombina e atomi diversi.
Esistono diverse aziende mediche che vendono già sensori medici realizzati con grafene.
Leggi: Sensori di salute da fogli di grafene
19. Battericida al grafene
Il
grafene è un magnifico materiale battericida in quanto evita la
generazione di microrganismi, come batteri, virus e funghi, danneggiando
le loro membrane cellulari tra i suoi strati esterni.
Rispetto a diversi derivati del grafene,
L'ossido di grafene e l'ossido di grafene ridotto mostrano i migliori effetti antibatterici.
GO può essere utilizzato anche come composto con nanoparticelle d'argento per aumentare ulteriormente le proprietà antibatteriche.
20. Grafene nel controllo delle nascite
Il grafene ha tutte le proprietà che si desiderano in un preservativo:
è flessibile, extra forte ed estremamente sottile.
I ricercatori dell'Università di Manchester hanno lavorato allo sviluppo di un " supercondom " fatto di grafene e lattice combinati.
21. Grafene nella comunicazione sordomuto
Un
gruppo di scienziati cinesi ha sviluppato un dispositivo indossabile e
bio-integrato in grado di tradurre la lingua dei segni in testo e lingua
parlata.
Il dispositivo utilizza le incredibili proprietà di conduttività e flessibilità del grafene.
22. Grafene nelle scansioni del corpo
A differenza dei raggi X, le onde T che possono essere utilizzate per la scansione del corpo sono innocue per il corpo umano.
Tuttavia, c'è un problema. Le onde T, o radiazioni THZ, sono difficili da rilevare e generare. La buona notizia è che, con l'aiuto di alcune modifiche e altri materiali, il grafene CVD può rilevare con successo le radiazioni THZ .
Ciò non solo porterà a scansioni del corpo più sicure, ma anche a Internet incredibilmente più veloce in futuro.
23. Grafene nella generazione di luce
I ricercatori del MIT
hanno scoperto che quando la luce colpisce la superficie del grafene,
viene rallentata e i fotoni hanno iniziato a muoversi a una velocità
molto vicina a quella degli elettroni che aumenta quando si spostano sul
grafene.
Questa coincidenza consente di rompere la barriera luminosa per gli elettroni e crea luce.
Il
vantaggio di questo metodo rispetto ai modi convenzionali di generare
luce come fluorescenti o LED è che dovrebbe essere più efficiente, più
veloce, compatto e controllabile, e sembra che la generazione di luce
dal grafene sarà una pietra miliare nello sviluppo di dimensioni ancora
più piccole, chip per computer più veloci ed efficienti.
24. Transistor al grafene
I nuovi supertransistor
, che sostituiscono il silicio con il grafene, possono aumentare la
velocità dei computer fino a mille volte rispetto alla tecnologia
attuale.
L'aumento
della velocità dei computer è un passaggio cruciale affinché molte
tecnologie siano in grado di migliorare, inclusi, a titolo
esemplificativo, blockchain, simulazioni dello spazio, robot e mercati
azionari.
25. Grafene nell'elettronica impermeabile
Uno dei problemi principali dei dispositivi elettronici di cui le persone hanno paura è la caduta in acqua.
Invece di coprire il dispositivo con viti strette, il grafene propone un'ottima soluzione per questo problema. Gli
ingegneri della Iowa State University stampano i circuiti del
dispositivo con scaglie di grafene perché il grafene è trasparente,
forte e conduce elettricità.
I
fiocchi di grafene sono disposti in un ordine specifico e vengono
utilizzati leganti non conduttivi per combinarli che hanno migliorato la
conduttività.
Come
nella maggior parte delle aree di applicazione, il grafene rappresenta
ancora una volta un'ottima soluzione a questo problema.
26. Grafene nell'elettronica indossabile
I ricercatori sono alla ricerca di nuovi modi per alimentare i dispositivi indossabili.
Uno dei modi eccezionali sono le batterie flessibili stampate su un tessuto con grafene. Ciò consente alle persone di indossare le batterie e alimentare i propri smartphone o altri dispositivi, letteralmente. Se questo può essere raggiunto, sarà un e-textile ecologico e intelligente in grado di immagazzinare energia.
Il trasporto di power bank o caricabatterie pesanti sarà storia grazie all'invenzione di questa fantastica idea.
27. Grafene per touchscreen
L'ossido di indio e stagno (ITO) è il prodotto commerciale utilizzato come conduttore trasparente di smartphone, tablet e computer. I ricercatori della Rice University hanno sviluppato una pellicola sottile a base di grafene da utilizzare nei touchscreen.
Si è scoperto che il film sottile a base di grafene batte ITO e
qualsiasi altro materiale in termini di prestazioni perché ha una
resistenza inferiore e una maggiore trasparenza.
Pertanto, il grafene è il nuovo materiale candidato per la sostituzione dell'ITO.
28. Grafene in schermi flessibili
Il
mondo della tecnologia sarebbe uno dei grandi beneficiari della
standardizzazione del grafene come materiale da incorporare in prodotti
come smartphone o tablet. Sarebbe il passo definitivo per avanzare nel mondo degli smartphone.
Di recente, un'azienda cinese ha prodotto uno smartphone pieghevole con touch screen in grafene. Poiché
uno strato di grafene è resistente, leggero, trasparente e molto
conduttivo, soddisfa tutti i requisiti per la produzione di smartphone.
Lo
smartphone dell'azienda cinese ha la capacità di avvolgere
completamente un twist, e pesa solo 200 grammi che propongono una
perfetta praticità d'uso.
Tuttavia, la produzione di grafene è costosa su scala industriale rispetto ad altri materiali utilizzati negli smartphone.
I ricercatori sono alla ricerca di modi per produrre grafene a costi inferiori. Quando
questo problema e alcuni altri saranno risolti, i vecchi telefoni
sembrano essere sostituiti da questi smartphone flessibili in futuro.
29. Grafene nei dischi rigidi e nelle memorie
Se
questa innovazione viene utilizzata nei dischi rigidi, dovrebbe avere
una capacità quasi un milione di volte maggiore di quella che usiamo
oggi.
30. Grafene nei robot elastici
Un
team di ricercatori ha sviluppato un gel sensibile alla luce del vicino
infrarosso in modo che possa essere utilizzato in numerose applicazioni
durante la creazione di parti robotiche flessibili o elastiche.
I robot simili a serpenti creati con questo metodo sono in grado di cambiare forma senza alcuna forza dall'esterno.
Le loro applicazioni future possono variare dalla ricerca e salvataggio alle operazioni mediche.
31. Grafene come superconduttore
Gli scienziati hanno scoperto che il grafene può essere utilizzato anche come materiale superconduttivo.
Due strati di grafene possono condurre l'elettrone senza alcuna resistenza. Ciò può essere ottenuto ruotando questi due strati di grafene con un "angolo magico" di 1,1°.
La maggior parte dei materiali superconduttori mostra le proprie proprietà a temperature prossime allo zero assoluto.
Anche i materiali superconduttori ad alta temperatura rispetto a quelli usuali possono lavorare a circa -140°C. In altre parole, questi materiali superconduttori richiedono un'enorme energia per il raffreddamento.
Se
il grafene può essere utilizzato come materiale superconduttivo a
temperature vicine alla temperatura ambiente, ci sarà un'enorme
rivoluzione per molte aree di applicazione.
32. Grafene in optoelettronica
I
ricercatori stanno lavorando a un nuovo materiale per le comunicazioni
ottiche poiché i requisiti di energia e potenza aumentano con il passare
del tempo.
Una
ricerca condotta dalla collaborazione di diverse università ha
dimostrato che l'integrazione del grafene con il silicio può battere
l'attuale tecnologia fotonica al silicio.
Come può battere l'attuale stato dell'arte? Perché i dispositivi realizzati con il grafene sono più economici, più semplici e funzionano a lunghezze d'onda su larga scala.
Apparentemente, il grafene presenterà una telecomunicazione ottica a bassa energia e molti altri sistemi ottici convenienti.
33. Grafene nei sensori ottici
Il grafene ha molte scoperte nell'industria e nella scienza grazie alle sue super proprietà.
I ricercatori hanno cercato di ridurre la luce per ridurre i sensori ottici.
Recentemente, l' Istituto di Scienze Fotoniche (ICFO) di Barcellona, con la collaborazione del team Graphene Flagship, ha condotto uno studio che spiega la riduzione della luce fino a un solo atomo di spessore, cosa ritenuta impossibile da molti ricercatori.
Questa scoperta porterà a un enorme passo avanti nei sensori e interruttori ottici ultra-piccoli.
34. Sensori di sicurezza al grafene
Invece
dei sensori ingombranti che usano molti negozi, i sensori realizzati
con il grafene sono più piccoli, più estetici, in grado di piegarsi
senza creare danni al circuito e costano solo un paio di centesimi per
tag.
Applicazioni del grafene nell'industria alimentare
35. Grafene negli imballaggi alimentari
Il grafene può essere utilizzato anche come materiale di rivestimento perché impedisce il trasferimento di acqua e ossigeno.
Le membrane in grafene possono essere utilizzate negli imballaggi alimentari o farmaceutici mantenendo freschi alimenti e medicinali più a lungo. Può
sembrare un'applicazione semplice, ma può ridurre drasticamente la
quantità di rifiuti alimentari che le persone buttano via ogni giorno.
36. Grafene nella purificazione dell'acqua
Normalmente,
la purificazione dell'acqua non è un processo semplice e la fattibilità
del processo dipende da quanto pesantemente l'acqua è contaminata.
Uno scienziato australiano ha trovato una tecnica a basso costo per purificare l'acqua in un solo passaggio. Il grafene a base di soia, chiamato anche "GrapHair", viene utilizzato come filtro.
Questo filtro può rendere potabile l'acqua più sporca. è più efficiente, più economico e rispettoso dell'ambiente rispetto ad altri metodi.
37. Grafene nella desalinizzazione
Circa il 97,5% dell'acqua totale presente sul pianeta è salata.
Non importa quanti pozzi scaviamo, solo il 2,5% del totale è acqua dolce. I filtri basati su mesh che utilizzano il grafene hanno prodotto risultati sorprendenti.
L'Università
di Manchester ha utilizzato il grafene per realizzare un setaccio
filtrante che ha una densità più elevata e consente il passaggio delle
particelle d'acqua ma impedisce i sali.
38. Grafene nella protezione delle colture
Il grafene è un ottimo materiale per i sensori.
È possibile produrre sensori di microdimensioni grazie alla struttura unica del grafene. Può rilevare se una molecola è pericolosa o meno per l'ambiente.
Questi sensori possono essere utilizzati nell'industria alimentare, in particolare nella protezione delle colture.
Gli
agricoltori possono tracciare e rilevare gas pericolosi e nocivi per la
coltura e possono determinare le aree ideali per la crescita della
coltura a seconda delle condizioni atmosferiche, e anche del livello di
umidità e "sete" delle piante con l'aiuto di sensori al grafene.
39. Grafene per la sicurezza alimentare
Gli studi condotti dalla US Rice University hanno dimostrato che il grafene indotto dal laser può essere applicato a varie sostanze come legno, pane, cocco, ecc.
Può sembrare una sostanza con un motivo stampato con inchiostro, ma non lo è. Il laser cementa il materiale e il materiale cementato viene convertito in grafene.
Qualsiasi modello desiderato può essere ottenuto con questa tecnica. I problemi legati alla sicurezza alimentare possono essere superati con questa tecnica.
Applicazioni del grafene nello sport
40. Grafene nelle scarpe
Scarpe da ginnastica in grafene?
Sì, anche se in questo caso non viene utilizzato prettamente, ne approfittano altri materiali compositi. Si sostiene infatti che una suola fatta di puro grafene possa durare centinaia di anni.
L'Università di Manchester e il marchio sportivo Inov-8 hanno sviluppato una scarpa utilizzando il grafene che aumenta del 50% le proprietà di resistenza e flessibilità della suola .
Queste scarpe sono più resistenti e assorbono gli impatti che potrebbero danneggiare le ossa e le articolazioni.
41. Grafene negli elmetti
Un casco ideale sarebbe forte, resistente agli urti, durevole, comodo e leggero.
Il grafene è incredibilmente forte, leggero e flessibile.
Viene persino utilizzato nei giubbotti antiproiettile, quindi può sicuramente resistere agli impatti. Con queste proprietà, il grafene viene utilizzato commercialmente nei caschi da moto.
42. Grafene in pneumatici
Il grafene viene anche utilizzato per realizzare pneumatici più intelligenti e componenti per biciclette sportive.
L'aggiunta
di grafene alle gomme della bici apparentemente aumenta la resistenza
alle forature e la velocità, diminuisce la resistenza al rotolamento e
le rende molto più leggere, più forti, più veloci e più resistenti.
Leggi: Pneumatici al grafene e pastiglie dei freni al grafene
43. Vestiti di grafene
L'uso
di fibre di grafene nei tessuti offre indumenti antibatterici e
antistatici che possono preservare il calore e bloccare i raggi UV.
Questi
tessuti possono essere utilizzati per creare abbigliamento sportivo
all'aperto, pigiami per bambini che respingono i batteri del suolo o
persino mobili per la casa per prevenire lo sviluppo di batteri sulla
sua superficie.
44. Racchette di grafene
Il
grafene può migliorare la distribuzione dell'energia e il peso della
racchetta aumentando la velocità di servizio e la stabilità.
Il
produttore di attrezzature da tennis Head ha già sviluppato una serie
di racchette disponibili in commercio potenziate con grafene, denominata
" Graphene 360 " che è già utilizzata da star del tennis come Novak Djokovic e Sascha Zverev
45. Tatuaggi elettronici al grafene e monitoraggio del fitness
Innanzitutto, sono più resistenti all'umidità, hanno una maggiore
elasticità - con la capacità di crescere o restringersi fino al 40%,
hanno uno spessore totale di 463 ± 30 nm e hanno una trasparenza ottica
di circa l'85%.
Sono come una seconda pelle. Questi
tatuaggi possono essere utilizzati per monitorare la frequenza
cardiaca, la temperatura, i livelli di idratazione, la saturazione di
ossigeno e persino il livello di esposizione ai raggi UV.
Le loro aree di applicazione possono variare dal monitoraggio del fitness alla medicina.
Altre applicazioni del grafene
46. Grafene e seta
Ricercatori in Cina hanno condotto una ricerca per esaltare le proprietà della seta che ha già grandi caratteristiche. I bachi da seta mangiano foglie di gelso bianco.
I
ricercatori hanno spruzzato una soluzione con lo 0,2 percento di
grafene sulle foglie e hanno lasciato che i bachi da seta mangiassero
quelle foglie.
I
risultati sono stati promettenti perché i bachi da seta commerciali
alimentati da foglie spruzzate di grafene danno dieci volte di più di
quello che può fare un normale baco da seta.
Sebbene
non sia certo quanto del grafene venga digerito dai bachi da seta,
questo studio avrà un effetto positivo sull'abbigliamento intelligente
che è un tema caldo degli ultimi anni.
47. Grafene in cemento
Le potenziali aree di applicazione del grafene si espandono con il passare del tempo.
Uno
degli usi potenziali importanti del grafene è l'industria delle
costruzioni perché il grafene è forte e leggero allo stesso tempo, il
che è perfetto per l'edilizia. Può essere utilizzato al posto dell'acciaio, ma resistenza e peso non sono gli unici parametri.
Il
problema principale del grafene è che la crepa si propaga molto
velocemente nel grafene, il che può causare guasti catastrofici.
I ricercatori stanno cercando di trovare modi per utilizzare il grafene nelle costruzioni. Un
gruppo di ricercatori dell'Università di Exeter ha utilizzato il
grafene nel cemento come materiale di rinforzo e l'ha testato.
Di
conseguenza, è stato ottenuto un calcestruzzo 2,5 volte più resistente e
4 volte meno permeabile all'acqua, il che dimostra che il grafene può
essere un ottimo materiale di rinforzo nelle costruzioni.
48. Grafene nell'isolamento
Il grafene può essere utilizzato come materiale superconduttore o isolante quando due fogli di grafene sono disposti con un angolo magico.
La maggior parte delle parti metalliche delle automobili, delle navi o degli aerei soffre di ruggine. Quando il grafene è combinato con la vernice, può essere un ottimo materiale isolante per creare superfici prive di ruggine.
Un'altra applicazione può essere il rivestimento di mattoni e pietre. In questo modo si possono costruire case impermeabili.
49. Grafene negli altoparlanti e nelle cuffie
Un altoparlante converte l'elettricità in suono facendo vibrare una membrana nell'aria.
Il grafene viene utilizzato per realizzare membrane leggere e di grande rigidità. Inoltre, le cuffie utilizzano un piccolo diaframma rinforzato con grafene.
GrapheneQ, una cuffia sviluppata dalla società ORA Sound è più leggera e più piccola e allo stesso tempo può raggiungere suoni più forti e di qualità superiore con meno energia.
50. Grafene in fotografia
Grazie
alle sue eccezionali proprietà e all'elevata sensibilità alle luci
ultraviolette, visibili e infrarosse, il grafene sembra essere uno dei
materiali ideali per spingere la fotografia digitale e qualsiasi
disciplina in cui siano coinvolti modulatori ottici e fotorecettori.
I
sensori delle fotocamere potenziati con grafene e punto quantico
possono essere più piccoli e leggeri, raggiungendo livelli di
risoluzione maggiori rispetto a qualsiasi sensore di piccole dimensioni
fino ad ora.
51. Grafene nel settore automobilistico
La
straordinaria forza e durezza del grafene, unita alla sua flessibilità,
è perfetta per iniziare a creare auto immuni agli urti.
Inoltre, potrebbero essere creati anche veicoli a prova di incidente.
Ciò comporterebbe una diminuzione diretta della mortalità stradale. Anche le auto al grafene, che potremmo vedere negli showroom entro un decennio, dovrebbero essere più economiche e leggere.
52. Grafene negli aeroplani
Scienziati del Regno Unito hanno progettato un aeroplano che include il grafene nel rivestimento in fibra di carbonio delle ali dell'aereo.
L'aereo modello, Prospero, era più leggero poiché era sufficiente per coprire le ali con un solo strato del composito migliorato. Consuma meno carburante, resiste meglio all'impatto e ha anche costi ambientali inferiori.
53. Vernici al grafene
Ogni pittore lo sa bene: l'umidità è il nemico numero uno della pittura.
Graphenstone è un'azienda che produce soluzioni di verniciatura al grafene.
Il risultato? La luce rimbalza meglio, protegge botti e scantinati,assorbe 120 grammi di CO 2 per metro quadrato ed è in grado di resistere alla corrosione derivata dal contatto con i metalli.
54. Grafene in balistica
Il kevlar viene utilizzato nella produzione di giubbotti antiproiettile, elmetti e indumenti protettivi e persino armi.
Ma
il grafene ha una malleabilità molto maggiore ed è più sicuro dal punto
di vista medico in caso di incidente e contatto con il flusso
sanguigno.
Inoltre,
i compositi di Kevlar e grafene sono più leggeri da indossare e
aumentano l'assorbimento del calore per la protezione delle fibre,
rispetto al Kevlar da solo.
55. Grafene nei dispositivi di protezione militare
Uno degli usi futuri che sono stati sollevati per il grafene è destinato all'industria delle armi.
In particolare, la sua utilità sarebbe finalizzata alla schermatura e alla protezione. Potrebbe essere utilizzato per realizzare caschi, giubbotti antiproiettile e molti altri accessori.
Potrebbe, infatti, essere un materiale determinante per il futuro delle forze di polizia e degli eserciti.
56. Grafene nella visione termica e a infrarossi
Un grande progresso che potremmo vedere è lo sviluppo di lenti in grafene che consentono la visione termica e a infrarossi.
Il
grafene consente la produzione di tali dispositivi ultrasottili con una
fotocamera integrata che offre all'utente una visione a infrarossi e
termica.
Qualcosa che fino ad ora abbiamo visto solo nei film di fantascienza.
57. Grafene nei lubrificanti per macchinari
Le
macchine industriali soffrono principalmente di attrito perché
l'attrito influisce negativamente sulla durata, la resistenza,
l'efficienza e la vita utile delle macchine.
Per ridurre al minimo questi effetti, vengono utilizzati lubrificanti solidi o liquidi. Recentemente, il grafene, che ha innumerevoli potenziali aree di applicazione, ha iniziato a brillare su questo argomento.
Perché il grafene? Perché offre proprietà di attrito e usura perfette rispetto ai materiali convenzionali.
58. Grafene nella protezione dalla corrosione per il vetro
Una delle aree di applicazione del grafene è che può essere utilizzato come materiale di rivestimento per il vetro.
Sebbene
il vetro sia un materiale altamente resistente alla corrosione, può
corrodersi in alcune condizioni come elevata umidità o valori di pH
estremi.
Inoltre, la durata del vetro può essere vitale in alcune aree come le industrie farmaceutiche o ottiche. Previene qualsiasi tipo di guasto come corrosione, ossidazione, radiazioni elettromagnetiche.
Il grafene con elevata trasparenza ed elevata inerzia chimica può essere un materiale promettente per la protezione del vetro.
59. Grafene nella schermatura dalle radiazioni
Gli scienziati hanno cercato di ridurre al minimo le radiazioni poiché sono molto pericolose per la salute umana.
A
tale scopo, una varietà di materiali può essere utilizzata come
materiale di schermatura alle radiazioni, ma ci sono molti parametri che
influenzano l'efficienza della schermatura.
Il
grafene è noto come un debole assorbitore di radiazioni, ma gli
scienziati hanno scoperto che può essere un ottimo materiale di
schermatura quando viene utilizzato in forma multistrato che sono lastre
di grafene.
Il
grafene è un materiale eccezionale per questo scopo grazie al suo basso
costo di produzione, peso leggero e alta efficienza rispetto a
qualsiasi altro materiale di schermatura.
60. Grafene per tubi di petrolio e gas anticorrosione
I tubi sottomarini utilizzati per trasportare petrolio o gas sono soggettia corrosione nel tempo, poiché la CO 2 e l'acqua a volte sono in grado di attraversare gli strati esterni.
Ripararli
è costoso e, se si rompono a causa della corrosione, rilascerebbero il
contenuto che potrebbe essere tossico per la vita acquatica.
I ricercatori dell'Università di Manchester e della società tecnologica TWI
hanno sviluppato un rivestimento con nanopiastrine di grafene e lo
hanno testato nelle condizioni di temperatura e pressione che i tubi
dovrebbero affrontare sotto il mare.
Il risultato è stato che la permeabilità alla CO 2 è diminuita del 90% e anche la permeabilità di altri agenti corrosivi.
