GRAPHENE: il materiale liquido del FUTURO. VIDEO

(Genova)ore 19:35:00 del 22/12/2018 - Tipologia: , Ambiente, Scienze

GRAPHENE: il materiale liquido del FUTURO. VIDEO

Un mercato mondiale che varrà 675 milioni di dollari nel 2020, e ambiti di applicazione tra i più disparati, dall’elettronica, all’energia, alla medicina. .

Un mercato mondiale che varrà 675 milioni di dollari nel 2020, e ambiti di applicazione  tra i più disparati, dall’elettronica, all’energia, alla medicina.  Ma il prodotto derivato da questa nano tecnologia  è ancora in cerca della sua killer application. Tra quelli che ci lavorano e ci credono anche la start up bolognese

Annoverato tra i materiali del futuro che prospettano la rivoluzione manifatturiera 4.0, il grafene è già noto da tempo per le sue proprietà straordinarie: ha una resistenza meccanica 200 volte maggiore di quella dell’acciaio, una flessibilità simile alla plastica e un’elevata conducibilità elettrica e termica. Costituito da uno strato di atomi di carbonio, questo materiale nanotech è anche in grado di migliorare le caratteristiche di impermeabilità a gas e acqua dei materiali sui quali è utilizzato. Oggi il grafene può essere impiegato per modificare le caratteristiche di materiali industriali come metallo, vetro, ceramica, plastica e altri polimeri, aumentandone le prestazioni di resistenza meccanica, conducibilità elettrica e termica. L’abbinamento avviene in due modi: il nanomateriale può essere spalmato su una superficie ‘target’, oppure può essere miscelato (“addizione in massa”) a un materiale.

Graphene XT

Ottenere grafene liquido a costi contenuti e a basso impatto ambientale, conservandone tutte le straordinarie proprietà. E’ la tecnica innovativa inventata dalla start up bolognese Graphene XT. «La peculiarità del nostro brevetto è produrre un inchiostro direttamente in acqua (“graphene ink”) senza passare dalla fase solida del grafene. Una innovazione che in futuro contiamo di usare per rendere elettricamente conduttive superfici che non lo sono». Simone Ligi, amministratore delegato della start up bolognese spiega così a Industria Italiana la nuova realizzazione. Nata da «un’idea di business un po’ folle insieme a un gruppo di amici», ufficializzata nel gennaio 2017 come società di capitali, GrafeneXT sviluppa su scala industriale prodotti grafenici potenzialmente applicabili a una molteplicità di campi: dall’aviazione all’energia, dall’elettronica al biomedicale, dal packaging all’abbigliamento e prodotti sportivi fino all’arredamento.

Il kick-off con il crowdfunging

Nonostante la breve vita aziendale, la società di Ligi e dei quattro soci fondatori oggi può contare su 150 piccoli azionisti che, attraverso la riuscita operazione di crowfunding condotta lo scorso maggio tramite la piattaforma MamaCrowd di SiamoSoci, hanno fatto arrivare alla società bolognese 800mila euro in pochi giorni, in cambio di quote societarie. Il valore accettato ammonta a 500mila euro che si aggiunge al finanziamento di 290mila euro ottenuto da Graphene XT quando era in fase di incubazione aziendale da “Horizon 2020”, il programma di finanziamento per la ricerca e l’innovazione dell’Unione Europea. La start up bolognese è inoltre in attesa di ricevere contributi per un ammontare complessivo di 180mila euro dal consorzio europeo “Graphene Flagship” di cui fa parte. A crescere con i fondi sono gli obiettivi di business, come rileva Ligi: «In tre anni fattureremo 7 milioni di euro con una capacità produttiva che dovrà raggiungere circa 5 tonnellate».

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L’innovazione della start up

L’innovazione di Graphene XT si basa su un processo molto semplice, il “Carbon Ligi”, brevettato e di proprietà della start up bolognese. «Sviluppiamo un inchiostro al grafene prodotto attraverso un trattamento estremamente ecologico ed economico, ma che, al contempo, permette di sviluppare un nanomateriale che presenta buone caratteristiche di conducibilità termica ed elettrica – evidenzia Simone Ligi -. Con il nostro inchiostro attualmente produciamo industrialmente e commercializziamo pellicole conduttive, antistatiche e ESD (electrostatic discharge) utili al settore del packaging: in concreto si tratta di bustine utili a proteggere, ad esempio materiali tecnologici e informatici, da scariche elettriche che rischiano di danneggiarli».

«Più che sviluppare ‘prodotti innovativi’ Graphene XT offre ‘applicazioni innovative’, tiene a precisare l’amministratore delegato che cita un’attività di laboratorio e di Ricerca e Sviluppo “molto intensa” all’interno della sua azienda, con«risultati incoraggianti». «Il segreto di questo elemento nanotecnologico è la sua capacità di cambiare le caratteristiche intrinseche di alcuni materiali», dice ancora Ligi, «allora le nostre ambizioni corrono fin dove può la fantasia».

Le applicazioni potenziali

Su nuove potenziali applicazioni risponde l’ingegner Gaetano Santucci, tra i fondatori di Graphene XT insieme al collega Mario Siniscalchi, al professore universitario di chimica Loris Giorgini e all’avvocato Alessandro Casoni. «Abbiamo avviato molteplici test di laboratorio volti a individuare possibili applicazioni alternative del nostro inchiostro come, ad esempio, la realizzazione di circuiti elettrici stampati, principalmente per sensori o antenne – spiega Santucci -. Un’applicazione che potrebbe riguardare i dispositivi anti-taccheggio, o, in tutt’altro campo, quello medicale, potrebbe essere utile a rilevare il tasso di glicemia».

«Riteniamo inoltre che il nostro grafene liquido possa essere applicato su varie superfici naturalmente non conduttive, per renderle superficialmente conduttive o in alternativa riscaldanti – spiega ancora l’ingegnere di Graphene XT -. Spalmando l’inchiostro su un vetro ceramico si potrebbero realizzare delle stufe, mentre la sua applicazione su un’auto creerebbe un impianto anti-appannamento. Ricoprendo l’ala di un’aereo si potrebbe invece dare vita a un sistema anti-ice». La lista dei “servizi grafenici” della start up bolognese tocca anche il comparto dell’Oil&Gas, grazie alla buona conducibilità termica e alla capacità lubrificante che il l’inchiostro di grafene possiede. Un altro settore dove il grafene potrà dare valore aggiunto è quello delle vernici; se miscelate all’inchiostro di Graphene XT, possono aumentare la propria durata.

Un nuovo mercato che si apre

Ma chi sono oggi i clienti di Graphene XT?«Siamo molto attivi sul versante del marketing e il nostro obiettivo è diventare al più presto una realtà industriale a tutti gli effetti», si limita a dire l’Amministratore delegato Simone Ligi che prospetta tuttavia un futuro portfolio di clienti, provenienti dai settori più disparati. Potenziali clienti di Graphene-XT sono infatti tutte le aziende sensibili alle nanotecnologie, che investono in innovazione, e dunque, multinazionali nei settori dell’Oil&Gas, multinazionali dell’elettronica di consumo, aziende automobilistiche e manifatturiere, ecc.. La società bolognese, si legge sul sito di MamaCrowd, ha già stretto collaborazioni commerciali con una multinazionale italiana dell’ Oil&Gas nel settore trivellazioni, una multinazionale tedesca attiva nella chimica per la realizzazione di suole antistatiche per calzature, aziende di abbigliamento e filati, e con l’Università degli Studi di Trieste per misurazione glicemica dell’alito.

L’Europa punta sul grafene ma la “killer application” ancora non c’è

Si calcola che siano 140 le aziende che in Italia si occupano di materiali nanotecnologici, ma il grafene resta un prodotto particolarmente di nicchia. Nel panorama italiano spiccano la comasca Directa Plus, annoverata tra i business mondiali nella produzione di grafene, e la genovese Be Dimensional. Entrambe le aziende sono spin-off di centri di ricerca locali: nel primo caso del Parco scientifico ComoNExT di Lomazzo (Co), nel secondo dell’Istituto italiano di tecnologia (Iit) di Genova.

Guardando al mercato internazionale la competizione è invece più serrata, con almeno 160 aziende censite e una produzione di grafene che tocca Paesi di ogni continente. Particolarmente forti sono la presenza nordamericana e cinese ma anche europea, dove spiccano molteplici aziende britanniche e di Stati del Nordeuropa. Ma anche società sudcoreane e turche.
In Gran Bretagna domina la Perpetuus e molto famosa è l’Applied Graphene Materials, quotata a Londra, ma anche Haydale, specializzata nella funzionalizzazione del grafene che permette di garantire ai materiali caratteristiche particolari di resistenza, durezza o conducibilità elettrica. Negli Usa spiccano XG sciences specializzata nella produzione di polveri grafene e la Vorbeck che punta sugli inchiostri.

«Il grafene utilizzato a livello industriale deve necessariamente avere costi di produzione inferiori e di conseguenza caratteristiche ‘meno magiche’ di quelle citate e diffuse dalla stampa – commenta l’ingegner Gaetano Santucci -. Sebbene vi sia un enorme interesse a livello mondiale su questo materiale e nonostante siano stati effettuati investimenti di vasta portata nessuno è ancora stato in grado di individuare la ‘killer application’, l’applicazione di successo che possa essere realizzata con il grafene e che rivoluzionerà il mercato».

Dai tablet flessibili alle finestre intelligenti, le potenzialità avveniristiche stimolano il mercato

Scoperto nel 2004 da Andre Geim e Konstantin Novoselov, docenti dell’Università di Manchester, il grafene suscita un forte interesse a livello europeo, dove è stato creato il consorzio “Graphene Flagship”, progetto che conta su un budget di un miliardo di euro di finanziamenti per la durata di 10 anni. Tra i fondatori del consorzio, che riunisce 140istituti di 23 Paesi, tra cui l’Italia, figura Vincenzo Palermo, responsabile delle attività sui materiali avanzati dell’Isof-Cnr di Bologna. L’obiettivo è trasformare il grafene da una scoperta scientifica, che nei laboratori appare come rivoluzionaria, a una nuova tecnologia che entri a pieno titolo nella produzione industriale del Vecchio continente.

A lavorarci è anche l’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (Inrim) che da poche settimane ha avviato il progetto “Grace”, finanziato dal programma europeo Empir. L’obiettivo del progetto Ue a guida italia è produrre conoscenze sulle proprietà del grafene da utilizzare come base per elaborare una normativa internazionale che garantiscano una sicura produzione di prodotti grafenici. I risultati degli studi permetteranno di confrontare le tecniche volte alla produzione industriale finora messe a punto per cercare soluzioni meno costose, più efficaci e adatte alla fabbricazione su vasta scala.

Partecipano ai lavori, appena avviati, gli istituti metrologici di Spagna (Cem, Centro Espaol de Metrologa) e Regno Unito (Npl, National Physical Laboratory e Universita’ di Manchester) con le aziende spagnole DasNano e Graphenea, la tedesca Isc (International Standards Consulting) e gli enti normativi Vde (Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik), l’Associazione per le tecnologie elettriche, elettroniche ed informatiche con sede di Germania, e Iec (International Electrotechnical Commission).

La lista delle possibili applicazioni del grafene è avveniristica e spazia dal campo dell’energia all’elettronica a quello della medicina. Si parla della possibilità che materiali compositi a base di grafene possano permettere la costruzione di aerei superleggeri e super-resistenti, connessioni di smartphone ultrasottili e batterie (anche per auto elettriche) a lunga durata e “finestre intelligenti” funzionanti come pannelli fotovoltaici. Si studia inoltre l’impiego del grafene per depurare l’acqua dagli idrocarburi. Al momento resta però ampio il “gap” tra i risultati di laboratorio e la possibilità che il grafene entri a pieno titolo nella filiera industriale: rimangono elevati i costi della produzione su scala industriale di grafene, di cui una porzione, della grandezza di un francobollo, può arrivare a costare migliaia di dollari. Cionostante il business attorno al grafene è fervido tanto quanto le immaginazioni applicative: il grafene dovrebbe generare un mercato mondiale che varrà 675 milioni di dollari nel 2020 con un tasso di crescita annuale del 58,7% (fonte il Sole24Ore). Il settore maggiormente interessato sarà quello dell’elettronica.

Da: QUI

Scritto da Luca

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