Gli ingegneri prevedono che il grafene può essere persuaso ad agire piezoelettrico, semplicemente praticando fori triangolari nel materiale.

Grafene, il materiale in carbonio ultra resistente che promette una vasta gamma di applicazioni, ha ancora un altro asso nella manica di un singolo atomo.

Gli ingegneri dell'Università di Houston hanno utilizzato calcoli di meccanica quantistica per dimostrare che, semplicemente creando fori di una certa configurazione in un foglio di grafene, possono indurre il grafene a comportarsi come un materiale piezoelettrico. Le sostanze piezoelettriche generano elettricità in risposta alla pressione fisica, e viceversa, e gli scienziati possono utilizzare questi materiali per applicazioni come la raccolta di energia e muscoli artificiali, oltre a realizzare sensori precisi.

Il grafene stesso non è naturalmente piezoelettrico. Ma gli ingegneri di Houston hanno pensato che se avessero preso una forma semiconduttrice o isolante di grafene, praticato dei fori triangolari su di esso, e ha applicato una pressione uniforme al materiale, potevano far agire quel materiale come se fosse piezoelettrico.

I calcoli del team hanno mostrato che i fori triangolari hanno effettivamente comportato un comportamento piezoelettrico, mentre i fori circolari – come avevano previsto – no. Hanno anche scoperto che la pseudo-piezoelettricità del grafene era forte quasi quanto quella di sostanze piezoelettriche ben note come il quarzo. Gli autori suggeriscono che i pori triangolari potrebbero essere creati nel grafene reale usando la radiazione del fascio di elettroni in un laboratorio, il che significa che questi calcoli possono essere testati utilizzando i metodi esistenti.

"La natura ha trattato l'umanità ... una scelta molto limitata di materiali elettromeccanici efficaci" che esibiscono piezoelettricità, scrivere gli autori nel loro articolo, accettato dall'AIP Lettere di fisica applicata . L'aggiunta di grafene all'elenco "potrebbe potenzialmente aprire nuove strade" di utilizzo, sia per il grafene che per le applicazioni che si basano sulla piezoelettricità.