Materiali di futura generazione a base di grafene per i processi di lavorazione
Questo materiale incredibilmente sottile ha generato un sacco di entusiasmo in ambito scientifico e industriale, da quando nel 2004 è stato separato dalla grafite per la prima volta. L’entusiasmo per tale nuovo materiale è dovuto al fatto che è più duro dei diamanti e centinaia di volte più robusto dell’acciaio, essendo inoltre un ottimo semiconduttore. Tale materiale trova applicazione in numerosi campi, tra cui nanoelettronica, materiali compositi, sensori molecolari, attuatori di muscoli artificiali e polimeri plastici. Il progetto NANOMASTER (Graphene based thermoplastic masterbatches for conventional and additive manufacturing processes), finanziato dall’UE, ha come obiettivo lo sviluppo di polimeri innovativi in grado di ridurre della metà la plastica necessaria per la produzione di componenti. Tutto ciò ridurrà in maniera significativa il peso e migliorerà la sostenibilità ambientale. Diverse caratteristiche relative a grafene e grafite espansa sono state prodotte e testate in laboratorio. È stata analizzata l’influenza di caratteristiche come spessore, dimensioni laterali, densità di massa e funzionalizzazione superficiale sulle proprietà dei nanocompositi polimerici contenenti queste nuove qualità. La produzione delle caratteristiche più promettenti è stata quindi migliorata. I partner del progetto hanno mirato a una migliore comprensione dei fattori di trasformazione che influenzano la produzione di nanocompositi ben dispersi attraverso l’estrusione a doppia elica. È stata inoltre studiata la riciclabilità dei composti grafite espansa-polimero. In ultima analisi, il team NANOMASTER ha sviluppato processi su larga scala e con rapida produzione di grafene, grafite espansa e nano-grafite, assieme a macchinari e metodi di lavorazione destinati a una produzione efficiente e con alti rendimenti in quanto a mescola madre e composti. Inoltre, sono stati sviluppati sistemi di materiali che possono essere integrati nei processi di produzione convenzionali e additivi in modo rapido, sicuro e senza sforzi. Una volta che il progetto NANOMASTER avrà portato le proprie tecniche di produzione su larga scala, il suo lavoro rivoluzionario spianerà la strada a una serie di potenziali applicazioni. Queste includono materiali più leggeri, resistenti e forti rispetto alla plastica convenzionale, pur contenendo un numero molto inferiore di materie prime. L’impiego del grafene darà inoltre la possibilità di sviluppare materie plastiche con nuove proprietà, come per esempio una migliore conduttività e resistenza agli incendi.
Parole chiave
Grafene, produzione, grafite, polimeri, NANOMASTER, nanocompositi
