Tutto ciò che desideri sapere sul grafene in un’unica guida

Il grafene è stato scoperto solo in questo secolo, ma promette di rivoluzionare tutti gli ambiti applicativi, dallo stoccaggio dell’energia fino all’elettronica, ai sensori e alle applicazioni biomediche. Questo materiale è formato da uno strato bidimensionale di atomi di carbonio disposti a nido d’ape, con uno spessore pari alle dimensioni di un solo atomo. Il grafene è estremamente forte, sottile, flessibile e leggero, nonché uno straordinario conduttore di elettricità e calore. Tuttavia, la scarsità di informazioni su come produrre e trasformare questo materiale rappresenta un ostacolo alla sua ampia diffusione.

Una guida esaustiva redatta grazie al sostegno dei progetti GrapheneCore1 e GrapheneCore2, finanziati dall’UE, si sta ora adoperando per colmare questa carenza di informazioni. La revisione, pubblicata sulla rivista «2D Materials», presenta una panoramica delle principali tecniche di produzione e trasformazione del grafene e dei materiali correlati (anche noti come GRM, Graphene-Related Materials), ed espone le procedure di caratterizzazione di base.

La guida condensa le conoscenze teoriche e l’esperienza pratica accumulate nell’arco di sette anni nel corso dell’iniziativa Graphene Flagship, a cui aderiscono GrapheneCore1 e GrapheneCore2. «I ricercatori di Graphene Flagship hanno già dimostrato l’esistenza di almeno 1 800 materiali stratificati diversi, e ad oggi solo pochi tra questi sono stati oggetto di analisi», osserva Andrea C. Ferrari, responsabile dell’ambito Scienza e tecnologia di Graphene Flagship, in un articolo postato sul sito web «MIS-ASIA». «Questa guida autorevole aiuterà i ricercatori nel mondo accademico e industriale a pianificare una produzione su larga scala e riproducibile del grafene, basandosi sull’esperienza accumulata lavorando sul grafene stesso», prosegue Ferrari, che è anche uno degli autori della guida.Numerose sezioni della revisione presentano le tecniche per unire componenti singoli in strutture più complesse, come i nanonastri di grafene e le nanomembrane di carbonio, e illustrano alcuni metodi per disgregare le sostanze stratificate come la grafite. Altre sezioni si concentrano sulla crescita dei GRM su substrati diversi e sulla loro successiva trasformazione, necessaria per adagiarli su una superficie scelta. Fra gli argomenti trattati dalla guida informativa troviamo inoltre la deposizione chimica da vapore, le tecnologie di trasferimento, la crescita di materiali stratificati particolari, i progressi nella funzionalizzazione dei GRM e le tecniche di caratterizzazione diffuse. «L’articolo descrive i metodi più comuni per produrre GRM», spiega Mar García-Hernández, coordinatore della revisione e responsabile del pacchetto di lavoro per i materiali abilitanti di Graphene Flagship. «Questa pubblicazione descrive inoltre alcuni dei problemi tecnologici in cui potrebbero imbattersi gli utenti, come la trasformazione degli inchiostri e il trasferimento di materiali».

Le informazioni presentate intendono aiutare i lettori a riprodurre i risultati. Gli autori della revisione desiderano stimolare l’interesse verso i GRM e promuoverne l’uso in una serie di applicazioni innovative. «Comprendere queste informazioni è fondamentale affinché gli utenti siano in grado di sfruttare in modo efficace i GRM: le loro caratteristiche, infatti, sono legate al processo impiegato per produrli e dunque possono essere personalizzate dal processo stesso. Tali informazioni rivestono un’importanza fondamentale per gli scienziati che intendono studiare i GRM o per le aziende che desiderano produrre questi materiali in serie», osserva García-Hernández. I progetti GrapheneCore1 (Graphene-based disruptive technologies) e GrapheneCore2 (Graphene Flagship Core Project 2) sono terminati rispettivamente nel 2018 e nel 2020.

Per ulteriori informazioni, consultare:

sito web del progetto Graphene Flagship