I ricercatori hanno costruito uno strato di grafene su un foglio di rame e poi hanno usato dei rulli per trasferire il grafene su un supporto polimerico e poi su un substrato finale. Credito immagine:Nanotecnologia della natura. (doi:10.1038/nnano.2010.132)
(PhysOrg.com) -- Il grafene è un materiale relativamente nuovo con eccezionali caratteristiche elettriche, proprietà chimiche e meccaniche che lo rendono un materiale attraente per l'uso come conduttori flessibili del tipo utilizzato in gadget come schermi tattili e televisori a schermo piatto. In passato i tentativi di realizzare grandi film di grafene non hanno avuto successo, ma ora un team di scienziati della Corea del Sud e del Giappone è riuscito nella produzione roll-to-roll di film di grafene, crescendoli mediante deposizione chimica da vapore su substrati di rame flessibili.
Il grafene è composto da un singolo strato di atomi di carbonio in un reticolo a forma di nido d'ape. È stato isolato per la prima volta nel 2004. Il materiale è altamente conduttivo, estremamente forte, ed è quasi trasparente, che lo rende ideale per dispositivi elettronici ad alta velocità.
I ricercatori hanno coltivato i loro fogli di grafene mediante deposizione chimica da vapore su grandi fogli di lamina di rame. Hanno rivestito il grafene con un sottile strato di polimero adesivo e poi hanno sciolto il supporto in rame. Usando i rulli, il grafene è stato poi premuto contro un altro substrato, come l'ANIMALE DOMESTICO, e lo strato polimerico è stato rimosso mediante riscaldamento, lasciando una pellicola di grafene. Hanno ripetuto il processo per produrre un foglio di quattro strati di grafene uno sopra l'altro. Questo foglio a quattro strati è stato poi trattato con acido nitrico per migliorarne la conduttività elettrica.
Immagini TEM ad alta risoluzione che mostrano i bordi piegati dei film di grafene come cresciuti con un diverso numero di strati. Credito immagine:Nature Nanotechnology (doi:10.1038/nnano.2010.132)
I fogli rettangolari, che misurava 76 cm sulla diagonale, erano di altissima qualità, con la pila di film a quattro strati che mostra una resistenza elettrica superiore agli elettrodi trasparenti disponibili in commercio come gli ossidi di indio e stagno (ITO). Le pellicole erano quasi trasparenti, lasciando passare il 90% della luce.
Il gruppo, guidato dai ricercatori Byung Hee Hong e Jong-Hyun Ahn della Sungkyunkwan University (SKKU) di Seoul, hanno anche incorporato i loro elettrodi di grafene in un pannello touch-screen completamente funzionale, dove hanno superato gli elettrodi standard all'ossido di indio-stagno, resistere al doppio della sollecitazione che può essere gestita dal più fragile ITO. Secondo Ahn, un touchscreen a base di grafene dovrebbe essenzialmente durare per sempre.
Le aziende di elettronica stanno cercando da tempo alternative all'ITO perché l'indio è estremamente costoso. Altre opzioni esaminate sono state pellicole di nanotubi di carbonio, ma questi non hanno avuto successo perché tendono ad avere piccoli difetti che creano aree visibili di pixel "morti" nei display. Ora che il grafene è stato prodotto in fogli di grandi dimensioni e dimostrato in dispositivi reali, potrebbero passare solo un paio d'anni prima che il grafene trovi la sua strada nei prodotti di consumo.
Il grafene è prodotto da una piccola quantità di carbonio, e a differenza della produzione ITO, non utilizza materiali rari. Il substrato di rame è riciclabile, che rende il processo più sostenibile.
Il documento è pubblicato sulla rivista Nanotecnologia della natura .
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