Cosa dovresti sapere sulle proprietà e le applicazioni della grafite?

Cos’è la grafite?

Cominciamo dalle basi e rispondiamo alla domanda chiave: cos’è in realtà la grafite? Molti profani lo associano alla cosiddetta mina, il nucleo della matita. La grafite come minerale polimorfico è una forma di carbonio e, per la sua struttura, si divide in 2 tipi:

• esagonale (struttura esagonale),
• trigonale (contiene cellule romboedriche).

La grafite si trova in tutto il mondo in condizioni naturali, in rocce come: scisti di grafite e scisti cristallini. Questi minerali possono essere trovati nei Sudeti, nei Carpazi e nei monti Tatra, così come nelle montagne dell’Asia, dell’Africa e delle Americhe. Gli scienziati hanno anche sviluppato un metodo artificiale per ottenere la grafite mediante il trattamento termico ad alta temperatura di sostanze come l’antracite, che contengono carbonio nella loro composizione. I più grandi impianti di produzione di grafite si trovano attualmente in Cina, che è anche tra i paesi con la più alta domanda di questa materia prima.

Quali sono le proprietà fisiche e chimiche della grafite?

La grafite nera con una lucentezza argentata e metallica è una delle forme più conosciute di carbone. Quali sono gli altri elementi distintivi? Questo minerale è:

• estremamente morbido, suscettibile di rottura, schiacciamento (nella scala di durezza Mohs a 10 gradi la grafite è la numero 1, insieme al talco),
• unto,
• resistente alla compressione,
• untuoso,
• inodore,
• conduttivo (energia elettrica e termica).

Le particelle di grafite hanno proprietà lubrificanti e sono resistenti agli acidi e alle basi. La grafite non si dissolve in acqua e, soprattutto, non rilascia composti tossici che potrebbero causare contaminazione ambientale.

Applicazioni industriali della grafite

Per le sue proprietà specifiche, le grafiti naturali e sintetiche sono di grande interesse per i produttori di diversi settori. Questo minerale è utilizzato, tra gli altri, nella produzione di:

• crogioli, storte e altri recipienti da laboratorio refrattari,
• lubrificanti a base di grafite utilizzati nella manutenzione di veicoli, attrezzature e macchinari,
• polistirolo di grafite, utilizzato per l’isolamento degli edifici,
• elettrodi di grafite per forni ad arco,
• sigillanti per pompe (nastri o fogli sigillanti),
• impregnanti e vernici anticorrosione.

La grafite ignifuga è usata anche come reagente nei laboratori chimici e come moderatore, cioè moderatore di neutroni nei reattori nucleari. Questa materia prima viene utilizzata anche come componente nella produzione di:

• stampi di colata per metallurgia e laboratori industriali,
• parti di macchinari ed apparecchi elettrici (soprattutto quelli funzionanti ad alte temperature).

Grafite: applicazioni domestiche

Come puoi vedere, la grafite ha ampie applicazioni industriali. Come già sappiamo il minerale nero catramoso è anche un ottimo materiale per la realizzazione delle matite che utilizziamo fin dalla più tenera età La scrittura a piombo si rimuove velocemente dalla carta con una normale gomma da cancellare, rendendo le matite la migliore alternativa alle penne e penne a getto d’inchiostro. La grafite si trova in molti cosmetici, come mascara, eyeliner e lipliner. Si trova anche nei dispositivi elettronici che utilizziamo ogni giorno: nelle batterie agli ioni di litio per telefoni cellulari, fotocamere e persino veicoli elettrici.

Fatti interessanti sulla grafite

La parola greca gráphein significa: scrivere. Il nome del minerale rimanda quindi ad una delle sue principali caratteristiche, ovvero la sua untuosità. Le prime, primitive matite di grafite, furono usate come sostituto del carboncino dal pittore tedesco Albrecht Dürer a cavallo tra il XV e il XVI secolo. La grafite, come forma di carbonio, è stata descritta per la prima volta dal chimico e farmacista tedesco-svedese Carl Wilhelm Scheele alla fine degli anni ’70 nel XVIII secolo. Scheele scoprì anche ossigeno, glicerina, cloro , tungsteno e molti acidi, che usiamo ancora oggi. La grafite è una forma di carbonio. Ciò significa che appartiene a una famiglia di minerali, che comprende anche il diamante, cioè la pietra più dura. Sulla scala di Mohs, i diamanti occupano la decima posizione più alta. Per centinaia di anni la fuliggine, contenente polvere di grafite, è stata uno dei componenti base dei detergenti, ovvero paste e altri agenti per la manutenzione delle scarpe in pelle. La grafite pura e in polvere funge da semilavorato per la produzione di compositi di grafite, utilizzati per produrre racchette da tennis di alta qualità, leggere e resistenti alla deformazione. Le racchette in grafite sono apprezzate in tutto il mondo sia dai tennisti dilettanti che professionisti.