Il grafene è un passo più vicino all’uso commerciale
L’elevata mobilità degli elettroni del grafene e la sua conduttività termica, combinate con resistenza e flessibilità, promettono eccitanti possibilità per i display organici a emissione di luce (OLED) e per i dispositivi di accumulo dell’energia. Tuttavia, la commercializzazione di questo “materiale miracoloso” sembra essere limitata da diversi fattori, inclusa la sintesi su larga scala e le interazioni con l’ambiente che degradano le sue proprietà intrinseche. Spronati dal potenziale del grafene nanostrutturato, gli scienziati hanno iniziato il progetto GRENADA (“Graphene for nanoscaled applications”), finanziato dall’UE. Gli sforzi della loro ricerca sono stati diretti verso la personalizzazione delle sue proprietà strutturali, elettriche, ottiche e meccaniche in nanoscala, e sono riusciti a produrre una grande area di grafene a cristallo singolo nelle dimensioni dei wafer. In passato, il grafene poteva essere sintetizzato solo in piccoli cristalli. Anche se questi erano sufficienti ai ricercatori per mettere alla prova le sue proprietà e per comprendere gli allettanti benefici di questo materiale, essi non erano sufficienti per l’uso commerciale di massa. Ma grazie al lavoro di ricerca degli scienziati di GRENADA, è stato sviluppato un metodo di sintesi all’avanguardia per produrre il grafene. La maggior parte dei tradizionali metodi di sintesi necessitano di temperature molto elevate. I ricercatori di GRENADA hanno dimostrato una crescita di grafene a temperature più basse, in linea con le condizioni della lavorazione industriale. La crescita è stata convalidata su film metallici di dimensioni fino a 200 mm a temperature di soli 600 gradi centigradi. Inoltre, essi hanno dimostrato una crescita controllata su substrati nanostrutturati, oltre alla sintesi di ossido di grafene disperso in una soluzione acquosa. Gli scienziati del progetto non si sono concentrati solo sulla sintesi generica, ma anche sulla preparazione di materiali mirati per OLED, supercondensatori e batterie. Nello specifico, essi hanno sintetizzato film sottili di grafene con una bassa resistività pari a 135 ohm per metro e una trasparenza ottica idonea per le applicazioni nei display. Il team ha fabbricato celle di prova funzionanti per batterie con ridotto ossido di grafene, e ha convalidato i veicoli di prova a supercondensatori che presentano prestazioni equivalenti a quelli commerciali. Si prevede che la tecnologia di GRENADA renda più veloce la commercializzazione del grafene, che potrebbe aprire la strada alla prossima era dei dispositivi di consumo. Esso avrà un impatto importante su elettronica di consumo, illuminazione, dispositivi di accumulo dell’energia e persino sulle celle solari flessibili. Inoltre, la non dipendenza da scarse risorse minerali aiuterà a preservare le risorse naturali e a proteggere l’ambiente.
Parole chiave
Grafene, carbonio, componenti elettronici, accumulo energia, applicazioni in nanoscala
