Ieri la Royal Swedish Academy of Sciences ha annunciato che il premio Nobel per la fisica di quest'anno andrà a Andre Geim e Konstantin Novoselov "per esperimenti rivoluzionari sul grafene materiale bidimensionale". Il grafene è uno dei tanti allotropi, o forme, dell'elemento carbonio. Il carbonio è speciale perché ha così tanti allotropi diversi (quelli principali sono evidenziati di seguito), molti dei quali hanno caratteristiche speciali:
Diamante : gli atomi di carbonio si allineano e si uniscono in un reticolo stretto per creare questa sostanza naturale estremamente dura e trasparente. I diamanti che le persone scavano oggi sono stati formati 100 miglia o più sotto la superficie terrestre, dove il carbonio è stato sottoposto a tremende temperature e calore oltre un miliardo di anni fa. Ora i produttori possono anche coltivare diamanti in un laboratorio per creare gioielli o per scopi industriali.
Grafite : il piombo morbido in una matita è davvero grafite, un reticolo esagonale traballante e flessibile di atomi di carbonio. A differenza del diamante, la grafite è morbida e conduce l'elettricità.
Grafene : questo sottile foglio di carbonio ha uno spessore di un solo atomo. Geim e Novoselov hanno creato il primo foglio di grafene utilizzando un semplice pezzo di nastro adesivo per sollevare un fiocco di carbonio dalla grafite. Il grafene è un buon conduttore di elettricità e gli scienziati pensano che potrebbe essere utile in tecnologie come schermi tattili e celle solari. (Una nota a margine interessante: Geim è la prima persona in assoluto a vincere sia un premio Nobel che un Ig Nobel. Nel 2000 gli è stato assegnato il premio Nobel Ig per la levitazione di una rana con magneti.)
Buckminster-fullerenes : queste molecole di carbonio cavo, i cui scopritori hanno ricevuto il premio Nobel 1996 per la chimica, prendono il nome dalla loro somiglianza con le strutture geodetiche di Bucky Fuller. Le molecole si presentano in forme sferiche - chiamate buckyball - e possono anche essere modellate in nanotubi di carbonio, che sono 100 volte più forti dell'acciaio ma un sesto del peso.
Nanofoam di carbonio : questa schiuma, interamente realizzata con atomi di carbonio, è una delle sostanze meno dense al mondo. Il carbonio in questa forma funge da semiconduttore ed è magnetico.
Non tutto il carbonio, tuttavia, si unisce in complesse strutture cristalline con proprietà speciali. La forma confusa si chiama carbonio amorfo .
