Il grafene è stato chiamato il materiale miracoloso, ma il materiale a strato singolo atomico sta ancora cercando il suo posto nel mondo dei materiali. Ora un metodo per produrre grafene "difettoso" potrebbe fornire la risposta.

Oggi (30 luglio), nel diario Nanotecnologia , un team di ricercatori riferisce di aver sviluppato un semplice approccio elettrochimico che consente di creare intenzionalmente difetti nel grafene, alterandone le proprietà elettriche e meccaniche e rendendo il materiale ancora più utile.

I ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata sintesi elettrochimica per rompere i fiocchi di grafite in strati di grafene. Variando la tensione potrebbero cambiare lo spessore del grafene risultante, zona del fiocco, e il numero di difetti, che alterano le proprietà del grafene.

"Il grafene è fondamentalmente un metallo, quindi è un po' noioso!" spiega Mario Hofmann, ricercatore presso la National Cheng Kung University di Taiwan. "Ma quando inizi ad aggiungere difetti inizi a ottenere effetti interessanti."

I primi studi sulle proprietà elettroniche del grafene che hanno portato hanno ricevuto molta attenzione e il premio Nobel per la fisica nel 2010 ha utilizzato il grafene che è stato prodotto utilizzando nastro adesivo per rimuovere i fiocchi di grafene dalla grafite. Però, la sua controparte difettosa, l'ossido di grafene, potrebbe essere la prima a ritagliarsi una quota di mercato significativa come riempitivi polimerici ed elettrodi per batterie.

Un controllo più preciso sulla quantità e sulla natura dei difetti potrebbe portare a nuove applicazioni del grafene nella somministrazione di farmaci o nell'elettronica. "Anche se l'elettrochimica è in circolazione da molto tempo, è uno strumento potente per la nanotecnologia perché è così finemente sintonizzabile". continua Hofmann. "Nella produzione di grafene possiamo davvero sfruttare questo controllo per produrre difetti". L'attento controllo della tensione ha consentito al team un livello di controllo precedentemente sconosciuto della quantità di questi difetti.

Il team ha sviluppato un sistema di tensioni pulsate anziché continue, permettendo loro di svelare il meccanismo di esfoliazione. Per monitorare l'evoluzione del grafene nel solvente hanno scoperto che il semplice monitoraggio della trasparenza della soluzione potrebbe fornire informazioni quantitative sull'efficienza e sull'inizio dell'esfoliazione.

Successivamente hanno in programma di studiare gli effetti della regolazione della durata degli impulsi durante il processo di esfoliazione per migliorare la quantità di grafene esfoliato e introdurre forme di impulso più complesse per produrre selettivamente determinati tipi di difetti del grafene.