Gli ingegneri hanno scoperto un nuovo metodo per produrre il "materiale meraviglia" conosciuto come grafene, un avanzamento che potrebbe finalmente sfruttarne tutto il potenziale.
Dall'isolamento delle sue prime monostrati di atomi di carbonio nel 2004, il grafene è stato considerato potenzialmente rivoluzionario. Questo materiale, estremamente conduttivo e molto resistente, è stato ritenuto in grado di trasformare settori diversi, dall'accumulo di energia ai dispositivi medici e all'elettronica personale.
Nonostante le promesse, realizzare il grafene in forma pura e su larga scala è sempre stato complicato. Uno dei problemi principali è legato alla presenza di impurità. Tuttavia, una recente ricerca ha sviluppato un processo che consente di produrre grafene in maniera pulita e riproducibile.
Il grado di purezza del grafene prodotto è cruciale, e la presenza di ossigeno durante il processo di crescita può influenzarlo negativamente. "Abbiamo dimostrato che eliminare quasi tutto l'ossigeno dal processo di crescita è la chiave per ottenere la sintesi di grafene CVD di alta qualità riproducibile," ha affermato James Hone, autore principale dello studio e ricercatore presso la Columbia University. "Questo rappresenta un traguardo importante per la produzione su larga scala di grafene".
Tradizionalmente, il grafene è stato prodotto in due modi. Il primo utilizza del nastro adesivo per staccare strati da un pezzo di grafite fino a ottenere fogli sottili adatti a divenire grafene, metodo che garantisce un campione puro ma produce una quantità minima, inadatta all'uso industriale.
Il secondo metodo, conosciuto come crescita CVD, comporta il passaggio di un gas contenente carbonio, come il metano, su una superficie di rame a temperature molto elevate. Questo processo spinge gli atomi di carbonio a riorganizzarsi in un strato di grafene.
Questo approccio permette di produrre grafene in dimensioni fino al metro quadro. Tuttavia, la qualità di questi fogli si è rivelata spesso inaffidabile. Storicamente, qualsiasi presenza di ossigeno ha rallentato o persino compromesso la produzione di grafene. Da qui la necessità di sistemi migliorati per monitorare e controllare l'ossigeno, evitando che infici il processo.
Le recenti scoperte hanno portato a un notevole miglioramento del processo di crescita del grafene, permettendo una produzione più veloce e affidabile. Inoltre, il grafene ottenuto ha mostrato tutte le proprietà necessarie per un uso su larga scala. I risultati di questo studio sono stati pubblicati nell'articolo 'Reproducible graphene synthesis by oxygen-free chemical vapor deposition' sulla rivista Nature.