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Di Emiliano Ragoni | 20.02.2013 17:37 CET

Il grafene è stato battezzato "il materiale dei miracoli": come mai c'è così tanto interesse verso questo materiale? Volendo fare chiarezza abbiamo intervistato uno dei maggiori esperti in materia, il Prof. Andrea Ferrari Direttore del Cambridge Graphene Center. 

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IBTimes: Perché il grafene è considerato un materiale unico? Come mai l'Europa si è mossa verso il grafene con "ritardo" rispetto a quando è stato assegnato il premio Nobel del 2010?

Prof. Andrea Ferrari: Questo materiale si comporta come un oggetto a due dimensioni, cosa molto particolare che non era mai stata fatta vedere prima. Il grafene possiede tutta una serie di proprietà uniche e della fisica particolare che dal punto di vista teorico si conoscevano ma dal punto di vista sperimentale non erano mai stata dimostrate in un materiale "reale". Le motivazione del premio Nobel non hanno a che vedere con le applicazioni; nel 2010, al tempo del premio Nobel, qualche mese prima, alcune industrie come la Nokia, la Texas Instruments, la Samsung, dimostrarono il potenziale per le applicazioni, con primi prototipi e sviluppo di processi di crescita compatibili con l'industria. Nello stesso periodo di tempo, l'Europa aveva lanciato a sua volta un nuovo tipo di finanziamenti che si chiamano Flagship, che conferiscono ad un progetto un finanziamento da 1 miliardo di euro. Un finanziamento di dimensioni importanti che non esisteva prima in nessuna parte del mondo, nemmeno in Giappone, USA e Korea. Ci sono poi voluti quasi tre anni perché l'Europa prendesse la decisione su quali progetti finanziare. D'altro canto, nessun paese al mondo aveva mai stanziato così tanti soldi per una ricerca su un materiale, quindi, non essendo mai stata fatta prima questo tipo di procedura, è normale che ci sia voluto un certo periodo di tempo per una valutazione. Magari si poteva fare un anno o due anni prima, ma il lag di tempo non è eccessivo, anche perché il grafene è una tecnologia e una scienza che è partita interamente in Europa. Tutte le scoperte di base che concernono il grafene, la maggioranza delle dimostrazioni sui dispositivi sono state fatte per la prima volta in Europa. 

 

Flagship
Flagship

 

 

IBTimes: Quali sono le "vere" potenzialità di questo materiale e gli ambiti applicativi? Abbiamo sentito parlare dell'impiego del grafene sulle batterie ad alta efficienza: cosa ci può dire in merito a questo?

Prof. Andrea Ferrari: riprendendo il discorso di prima, l'interesse del grafene è iniziato nel 2004-2005, dopo che per quasi 100 anni non si era sviluppato questo materiale, pur noto dalla fine dell''800, per una serie di ragioni, principalmente dovute al fatto che chi sapeva di grafene, non aveva colto le potenzialita' del materiale, mentre chi poteva sfruttarne e capirne le potenzialità, non sapeva dell'esistenza del materiale (anzi molti fisici lo ritenevano, erroneamente, non stabile).  Nel 2004-2005 inizia il lavoro sulla fisica di base, ma solo dopo il 2008-2010 la comunita' scientifica e le industrie iniziano a considerarne le possibili applicazioni. E' solo a partire dal 2008-2010 che si inizia a capire che il grafene è una nuova piattaforma tecnologica, un platform material, non un materiale utile per una sola cosa, ma che ha potenzialità in quasi tutti i campi applicativi. Ovviamente c'è una enorme differenza tra le potenzialità e le applicazioni reali. Per esempio le batterie e i super capacitori: negli ultimi 2-3 anni ci sono stati dei risultati pubblicati nelle riviste scientifiche che hanno dimostrato come, a livello di laboratorio, questo materiale sia notevolmente migliore rispetto a molte alternative, però chiaramente il passaggio dal laboratorio alle applicazioni pratiche richiede parecchi anni di sviluppo, non a caso si parla di ricerca e sviluppo, c'è quindi una parte di ricerca di base che ancora manca e la stragrande maggioranza della fase di sviluppo che ancora manca. L'investimento Europeo sul grafene, qualora si risuscisse a tradurre le caratteristiche ideali del materiale in dispositivi di vario genere, sara' cruciale nel passaggio dall'aspetto puramente accademico alle applicazioni vere e proprie.

 

grafene
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IBTimes: parlando del prossimo futuro il centro nel quale lavora cosa farà? Quali sono quindi gli step prossimi?

Prof. Andrea Ferrari: il ns. centro è fortemente allineato con la flagship del grafene. Oltre ad essere i responsabili della roadmap scientifica e tecnologia della flagship, dirigeremo lo sviluppo delle applicazioni in optoelettronica, e lavoreremo nei workpackages su nanocompositi, energia, elettronica flessibile, e produzione del materiale. Nel prossimo futuro il centro si focalizzera' su quattro aree principali:

1)      Produzione del materiale, in particolare con tecniche simili a quelle usate in industria per preparare film sottili, e tramite soluzioni, dispersioni ed inchiostri, che possano essere usati per vari metodi di stampa.

2)      Energia, in particolare batterie e supercapacitori.

3)      La terza aree si occuperà dello sviluppo di internet, connettività, utilizzo del grafene in antenne  ad alta frequenza, sensori dell'ambiente.

4)      L'ultima parte si occuperà dell'interazione del grafene con la luce dal punto di vista sia dell'energia -fotovoltaico- e dal punto di vista delle rilevazione della luce, sia della generazione e della modulazione della luce.

IBTimes: Per quanto riguarda la sua carriera Universitaria e l'attuale posizione che ricopre a Cambrige, come mai ha proseguito la sua carriera di ricerca in una Università non italiana: questione di opportunità oppure vi è qualche altro motivo?

Prof. Andrea Ferrari: Nessun mistero o motivo particolare, io ho buonissimi rapporti con le università italiane , a partire dal mio relatore di laurea; tra l'altro il 21 Febbraio devo tenere una lezione nell'università nella quale mi sono laureato: il Politecnico di Milano. Sono molto legato a diverse Università italiane, ho avuto anche opportunità di rimanere in Italia. Semplicemente quando mi sono laureato ho scelto di andare all'estero per imparare l'inglese, lingua necessaria nel campo della ricerca, poi, alla fine del mio dottorato,  avendo ricevuto una posizione all'università di Cambrige sono rimasto qui, dove ora sono Professore. Non ho nessun tipo di problema con l'Italia, anzi.

IBTimes: per quanto riguarda la situazione della ricerca in Italia: cosa ne pensa? Quale futuro ha la ricerca in Italia alla luce delle attuali contingenze esistenti. E' giusto parlare di futuro?

Prof. Andrea Ferrari: Vedo dei segnali positivi per la ricerca in Italia. Si ritiene che in Italia non ci sono soldi o cose di questo genere. Il punto è che in Inghilterra sono presenti circa 120 università, e poi c'è quello che si chiama Russell Group che contiene le migliori università, circa 24, come ad esempio Cambridge, Oxford, Imperial College. Il 75% dei finanziamenti per la ricerca in inghilterra vanno a queste 24 universita', ossia al 20% degli istituti, mentre il rimanente 80% deve spartirsi il 25% dei fondi. Basta visitare un'Università inglese di seconda, terza categoria per capire l'abisso rispetto a universita' come Cambridge o Oxford. In italia semplicemente c'è una grossa reticenza a fare lo stesso, perché si cerca di dare un "po' a tutti" ; non è quello che viene fatto in Inghilterra, non è quello che viene fatto in Germania, non è quello che viene fatto in America. E' vero che in Italia c'è piu' di mezzo punto di percentuale di PIL in meno rispetto all'Inghilterra investito in ricerca, ma questi fondi non vengono concentrati a sufficienza. Negli ultimi anni c'e' stato comunque un inizio di questo processo, e la mia esperienza e' che, almeno per quanto concerne i gruppi/universita'/centri di ricerca con i quali collaboro in Italia, dai Politecnici di Milano a Torino, Universita' di Trieste, Trento, FBK, La Normale di Pisa, Il Sant'Anna, L'istituto italiano di tecnologia, il CNR di Bologna o Pisa o Napoli o Messina, e tanti altri, ho visto output scientifici sempre di primo livello e finanziamenti sempre in crescita, non perche' cadano magicamente dal cielo, ma perché si danno da fare per trovarli e raccoglierli, anche e soprattutto dall' Europa. C'è un po' questo mito che in Inghilterra uno stia qui seduto e arrivi qualcuno che gli dia i soldi, invece non è vero. L'inghilterra ha tagliato un miliardo di sterline di finanziamenti all'università negli scorsi anni, ci sono stati licenziamenti, varie dipartimenti di fisica, di chimica hanno chiuso in varie universita', oppure intere universita' sono state chiuse o accorpate. Ad esempio al King's College di Londra hanno unito ingegneria e fisica diminuendo  il personale. A Manchester da due università ne hanno fatta una nel 2004. Il problema è che in Italia non si ha il coraggio di tagliare i "rami secchi".  Però, ad esempio, anche nel sud Italia, ci sono ottime opportunità. l'istituto nazionale di ottica a Napoli,  il CNR di Napoli e Messina, per citarne solo alcuni, hanno finanziamenti, risorse e know-how di primo piano. Queste persone quindi, non avendo alcuna ragione per lamentarsi, non hanno motivo per farsi vedere sui giornali (anzi, quando io li vedo su giornali e televisione e' per raccontare i risultati cutting-edge della loro ricerca).

 

Grafene
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IBTimes: in Italia quindi  bisognerebbe avere il coraggio di tagliare corsi di laurea ed Università improduttive che sfornano laureati che poi non trovano riscontro sul mercato del lavoro?

Prof. Andrea Ferrari: Questa è la strategia che viene applicata in Inghilterra. Non dico se sia giusto o sia sbagliato ma questo spiega come mai ci sono fondi in un posto piuttosto che in un altro. I fondi vengono concentrati. Ma io dico anche che in Italia, negli ultimi anni, negli ultimi 10 anni, a partire dal periodo in cui mi sono laureato ho visto sempre maggior sforzo per concentrare i finanziamenti. Parliamo ad esempio dell'Istituto Italiano di Tecnologia che ha finanziamenti nell'ordine di decine di milioni di euro ogni anno: ha personale d'avanguardia, strumentazione d'avanguardia.  Ci sono delle realtà positive in Italia. Purtroppo in Italia c'è un'inerzia istituzionale nel senso che tutto è reso piuttosto difficile dall'apparato statale. Troppe burocrazia: per andare a fare un seminario bisogna riempire moltissimi moduli e scartoffie, tutte cose che non esistono all'estero. In Italia si assume che le persone siano disoneste e tramite una montagna di moduli si pensa che si possa in qualche modo tenere sotto controllo questo fenomeno. In Inghilterra invece c'è un'autocertificazione totale di tutto quello che si fa, non servono tutti questi moduli e risulta tutto più snello.

IBTimes: La Redazione di IBTimes ringrazia il Prof. Ferrari per la pazienza, la disponibilità e la professionalità dimostrata.

 

 

Grafene
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Grafene
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Prof. Andrea Ferrari
(Foto: http://www-g.eng.cam.ac.uk/nms / )
Prof. Andrea Ferrari
Flagship
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