Il chimico Dr. Lars Borchardt e il suo team alla TU Dresden hanno recentemente ottenuto un enorme passo avanti nella sintesi dei nanografeni. A causa del loro unico elettrico, caratteristiche termiche e meccaniche, il grafene di modificazione del carbonio e i suoi fratelli minori i nanografeni sono conosciuti come un materiale molto promettente per applicazioni in elettronica, tecnologia dei sensori e accumulo di energia. Però, poiché la sintesi di nanografeni e nanonastri di grafene è ancora piuttosto costosa e insostenibile dal punto di vista ambientale, ci sono solo poche applicazioni industriali. L'innovativo metodo del Dr. Borchardt di sintesi meccanochimica di nanographenes ha sicuramente aperto la strada a un sistema più sicuro, percorso più semplice e sostenibile per la sintesi di materiali elettronici e solari alternativi.

Mulini a palle al posto dei solventi:questo è il punto di partenza della ricerca del Dr. Lars Borchardt e del suo gruppo di ricerca junior "Mechanocarb" presso la Facoltà di Chimica e Chimica degli Alimenti della TU Dresden dal 2015. Il gruppo è finanziato dal Ministero federale della Education and Reserach (BMBF) ed è un progetto dell'iniziativa di finanziamento "Materialforschung für die Energiewende". Il loro obiettivo comune è stabilire la meccanochimica come una risorsa, metodo di sintesi efficiente in termini di energia e tempo verso materiali per elettrodi a base di carbonio. Il dottorando Sven Grätz è recentemente riuscito ancora una volta a dimostrare di essere sulla strada giusta:i risultati della sua tesi sulla reazione meccanochimica di Scholl sono stati pubblicati sulla rinomata rivista online Comunicazioni chimiche .

Può sembrare paradossale immaginare che le forze distruttive di un mulino a palle possano aiutare a creare molecole complesse. Però, Borchardt e il suo team hanno fatto proprio questo. I sistemi molecolari altamente aromatici (altamente aromatici in chimica significa sistemi con un elevato numero di legami coniugati che sono molto stabili) come i nanografeni sono noti per la loro scarsa solubilità. Perciò, sono difficili da sintetizzare nei metodi chimici tradizionali, che richiedono un solvente. Il gruppo Borchardt lavora esclusivamente con le intense forze meccaniche dei mulini a sfere. Le enormi forze nei mulini avviano una reazione chimica in cui un precursore dell'esafenilbenzene viene convertito in un sistema completamente aromatico. Non solo questo metodo rappresenta un metodo molto più semplice, alternativa più sicura e sostenibile alle sintesi chimiche convenzionali, apre anche nuove strade:"Possiamo anche ampliare la fattibilità di questa famosa reazione verso molecole insolubili, " spiega Borchardt.

Gli scienziati del TUD sono riusciti a sintetizzare i nanografi di riferimento C60 e C222 di forma triangolare in un tempo molto breve e con uno sforzo relativamente ridotto. Ora continuano la loro ricerca meccanochimica con l'obiettivo di produrre molecole ancora più grandi come i nanonastri di grafene che sono adattabili per l'applicazione. Le recenti scoperte del gruppo Borchardt contribuiranno sicuramente a nuovi aspetti alla ricerca di nuovi materiali elettronici e per l'energia solare e anche a risolvere alcuni degli ostacoli della sintesi chimica eliminando i solventi.