Prodotto grafene 100 volte più economico

Miglioramento netto delle prestazioni rispetto al procedimento più vecchio e costoso

[24 novembre 2015]

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Da quando è stato isolato dalla grafite nel 2004, il grafene è stato definito il “materiale meraviglia”. Le sue proprietà sono impressionanti: è spesso solo un singolo atomo, ma è flessibile, più forte dell’acciaio e in grado di condurre efficientemente calore ed elettricità. Ma la diffusione a livello industriale del grafene è stata finora limitata dai costi per produrlo. Se il grafene diventasse economico potrebbe consentire di realizzare tecnologie e prodotti innovativi e sconvolgere il mercato e le nostre abitudini.

I ricercatori dell’Università di Glasgow dicono di aver trovato un modo per produrre grandi fogli di grafene utilizzando lo stesso tipo economico di rame usato per la produzione di batterie agli ioni di litio che si trovano in molti dispositivi domestici.

Nel nuovo studio “Synthesis of Large Area Graphene for High Performance in Flexible Optoelectronic Devices”, pubblicato su Scientific Reports e che si basa su una ricerca finanziata dall’Unione europea e dall’ Engineering and Physical Sciences Council, un team delle università di Glasgow (UK) e di Bilkent (Turchia)  guidato dal dottor Ravinder Dahiya spiega come i ricercatori sono stati in grado di produrre grandi quantità di grafene che costano circa 100 volte in meno rispetto al passato.

Il grafene viene spesso prodotto con un processo noto come deposizione chimica da vapore (chemical vapour deposition – CVD) che trasforma i gas reagenti in un film di grafene su una substrato speciale.  Il team anglo-turco ha utilizzato un processo simile per creare grafene di alta qualità con una superficie commercialmente disponibili di lamine di rame del tipo utilizzato spesso come elettrodi negativi nelle batterie al litio. «La superficie ultra-liscia del rame – dicono all’università di Glasgow – ha fornito un eccellente letto per la formazione del grafene».

I ricercatori hanno scoperto che il grafene così prodotto presenta un miglioramento netto delle prestazioni elettriche e ottiche dei transistor che hanno realizzato rispetto a materiali simili prodotti con il procedimento più vecchio e costoso.

Ravinder Dahiya, della facoltà di ingegneria dell’università di Glasgow, spiegato che «Il rame disponibile in commercio che abbiamo utilizzato nel nostro procedimento ha un costo al dettaglio di circa un dollaro al  metro quadro, rispetto ai circa 115 dollari per una simile quantità del rame attualmente in uso nella produzione di grafene. Questa forma più costosa di rame spesso necessita di una preparazione prima di poter essere utilizzata, aumentando ulteriormente il costo del procedimento. Il nostro procedimento produce grafene di alta qualità a basso costo, facendoci fare un passo avanti verso la creazione di nuovi dispositivi elettronici accessibili per un’ampia gamma di applicazioni, dalle smart cities del futuro all’assistenza sanitaria mobili. Gran parte della mia ricerca è nel campo di pelle sintetica. Il grafene potrebbe contribuire a fornire una superficie conduttrice ultraflessibile, che potrebbe rifornire le persone di protesi in grado di dare sensazioni in un modo che è impossibile anche per le odierne protesi più avanzate. E’ una scoperta molto eccitante e siamo ansiosi di continuare la nostra ricerca».