Un team di ricercatori della Kansas State University ha trovato un modo ingegnoso di produrre il grafene in grandi volumi, usando tre soli “ingredienti”: acetilene/etilene, ossigeno e una candela per auto.
Secondo i ricercatori, basta riempire una camera stagna di gas (acetilene/etilene) e ossigeno. Usando una candela, si crea una detonazione controllata. Dopodiché non resta che raccogliere il grafene che si forma in seguito alla reazione.
A mettere a punto questo metodo, brevettato, è stato il professor Chris Sorensen. “Abbiamo scoperto un processo attuabile per realizzare il grafene”, ha spiegato Sorensen. “Il nostro processo ha molte proprietà positive, dalla fattibilità economica, alla possibilità di produrre su larga scala, alla mancanza di sostanze chimiche nocive. La proprietà migliore è che tutta l’energia richiesta per creare un grammo di grafene con il nostro processo è di molto inferiore rispetto agli altri processi perché tutto ciò che serve è un’unica scintilla”.
Il grafene è uno stratto spesso un singolo atomo di atomi di carbonio disposti in forma esagonale. È il materiale più sottile del pianeta ed è stato isolato per la prima volta nel 2004. Da allora moltissimi studi, ancora in corso, ne hanno accertato le ottime proprietà fisiche, meccaniche ed elettriche, rendendolo agli occhi della comunità scientifica uno dei materiali che plasmeranno lo sviluppo tecnologico futuro in ogni settore.
Il percorso che ha portato il team di Sorensen alla creazione del grafene è stato del tutto fortuito, come spesso accade in ambito scientifico. I ricercatori stavano sviluppando degli abbattitori di fuliggine, ma dopo la detonazione si sono accorti che il materiale ottenuto era un altro, il grafene.
“Abbiamo ottenuto il grafene in modo inaspettato. Non volevamo realizzare il grafene, volevamo realizzare un gel spray e abbiamo avuto fortuna”. La sorte ha voluto che il metodo fosse semplice, efficiente, a basso costo e scalabile.
Altri metodi di creazione di grafene coinvolgono la “cottura” della grafite con prodotti chimici – acido solforico, nitrato di sodio, permanganato di potassio o idrazina – per un lungo periodo di tempo a temperature precise. Altri ancora prevedono il riscaldamento di idrocarburi a 1.000 °C in presenza di catalizzatori.
Si tratta di metodo pericolosi, che richiedono molta energia e che hanno per giunta una bassa resa. “L’attrattiva del nostro esperimento è che siamo in grado di produrre grafene in quantità di grammi invece di milligrammi“, ha dichiarato Arjun Nepal, ricercatore parte del team.
Ora alla Kansas State University stanno lavorando sul miglioramento della qualità del grafene e su metodi per far scalare il processo dal laboratorio all’ambito industriale. Inoltre, hanno aggiornato alcuni macchinari per arrivare al grafene presente nella camera di detonazione in pochi secondi anziché minuti. Secondo Sorensen, infatti, accedere al grafene più rapidamente potrebbe migliorare la qualità del materiale.
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Grafene. Proprietà e applicazioni |