Una combinazione unica di rame e grafite scoperta durante la ricerca energetica di base presso l'Ames Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti potrebbe avere implicazioni per migliorare l'efficienza energetica delle batterie agli ioni di litio, che includono questi componenti.

"Siamo piuttosto eccitati da questo, perché non ce lo aspettavamo, "ha detto Pat Thiel, uno scienziato del laboratorio Ames e illustre professore di chimica e scienza e ingegneria dei materiali presso la Iowa State University. "Il rame non sembra affatto interagire in modo forte o favorevole con i materiali grafitici, quindi questa è stata una grande sorpresa. Ci sfida davvero a capire le ragioni e i meccanismi coinvolti".

Gli scienziati hanno bombardato la grafite in un ambiente ad altissimo vuoto con ioni per creare difetti superficiali. Il rame è stato quindi depositato sulla grafite bombardata di ioni mantenendola a temperatura elevata, a 600-800 K. Il percorso sintetico ha creato isole di rame multistrato completamente ricoperte da uno o più strati di grafene.

"Il rame è un materiale altamente conduttivo ma suscettibile all'ossidazione. Essere in grado di incorporarlo con successo appena sotto la superficie della grafite protegge il rame, e suggerisce una serie di potenziali applicazioni, compresa la tecnologia delle batterie, ", ha affermato l'assistente di ricerca Ann Lii-Rosales.

La ricerca è la continuazione di una scoperta dello scorso anno, quando i ricercatori hanno incapsulato il disprosio, un metallo magnetico delle terre rare, sotto un singolo strato di grafene. Incoraggiati dal loro successo, hanno iniziato a testare le possibilità del metodo con altri elementi, compreso il rame.

La ricerca è ulteriormente discussa nel documento "Formation of Multilayer Cu Islands Embedded under the Surface of Graphite:Characterization and Fundamental Insights" nel Journal of Physical Chemistry C .