Una nuova tecnica pionieristica per produrre alta qualità, il grafene a basso costo potrebbe aprire la strada allo sviluppo della prima "pelle elettronica" veramente flessibile, che potrebbe essere utilizzato nei robot.

I ricercatori dell'Università di Exeter hanno scoperto un nuovo metodo innovativo per produrre il meraviglioso materiale grafene significativamente più economico, e più facile, rispetto a quanto precedentemente possibile.

Il gruppo di ricerca, guidato dalla professoressa Monica Craciun, hanno utilizzato questa nuova tecnica per creare il primo sensore tattile trasparente e flessibile che potrebbe consentire lo sviluppo di pelle artificiale da utilizzare nella produzione di robot. Professor Craciun, dal dipartimento di ingegneria di Exeter, ritiene che la nuova scoperta potrebbe aprire la strada a "una rivoluzione industriale guidata dal grafene".

Ha detto:"La visione di una 'rivoluzione industriale guidata dal grafene' sta motivando un'intensa ricerca sulla sintesi di grafene di alta qualità e a basso costo. Attualmente, il grafene industriale viene prodotto utilizzando una tecnica chiamata Chemical Vapor Deposition (CVD). Sebbene negli ultimi anni ci siano stati progressi significativi in ​​questa tecnica, è ancora un processo costoso e dispendioso in termini di tempo."

I ricercatori di Exeter hanno ora scoperto una nuova tecnica, che coltiva grafene in un sistema CVD a parete fredda industriale, un'attrezzatura all'avanguardia recentemente sviluppata dalla società britannica di grafene Moorfield.

Questo cosiddetto sistema nanoCVD si basa su un concetto già utilizzato per altri scopi di produzione nell'industria dei semiconduttori. Ciò mostra per la prima volta all'industria dei semiconduttori un modo per produrre potenzialmente in serie il grafene con le strutture attuali piuttosto che richiedere loro di costruire nuovi impianti di produzione. Questa nuova tecnica fa crescere il grafene 100 volte più velocemente dei metodi convenzionali, riduce i costi del 99% e ha una qualità elettronica migliorata.

Questi risultati della ricerca sono pubblicati nella principale rivista scientifica, Materiale avanzato .

Dottor Jon Edgeworth, Il direttore tecnico di Moorfield ha dichiarato:"Siamo molto entusiasti del potenziale di questa svolta che utilizza la tecnologia di Moorfield e non vediamo l'ora di vedere dove può portare l'industria del grafene in futuro".

Professor Seigo Tarucha dell'Università di Tokyo, coordinatore del Global Center of Excellence for Physics presso l'università di Tokyo e direttore del Quantum Functional System Research Group presso il Riken Center for Emergent Matter Science ha dichiarato:"La capacità di produrre prodotti di alta qualità, il grafene ad ampia area (a basso costo) è essenziale per far avanzare questo entusiasmante materiale dalla scienza pura e dal proof-of-concept nel regno delle applicazioni elettroniche convenzionali e quantistiche. Dopo aver avviato la collaborazione con il gruppo del Professor Craciun, stiamo usando il grafene cresciuto con Exeter CVD invece del materiale esfoliato nei nostri dispositivi a base di grafene, quando possibile."

Il team di ricerca ha utilizzato questa nuova tecnica per creare il primo sensore tattile trasparente e flessibile a base di grafene. Il team ritiene che i sensori possano essere utilizzati non solo per creare un'elettronica più flessibile, ma anche una skin elettronica davvero flessibile che potrebbe essere utilizzata per rivoluzionare i robot del futuro.

Dottor Thomas Bointon, di Moorfield Nanotechnology ed ex studente di dottorato nel team del professor Craciun a Exeter ha aggiunto:"Le tecnologie emergenti flessibili e indossabili come l'elettronica sanitaria e i dispositivi per la raccolta di energia potrebbero essere trasformate dalle proprietà uniche del grafene. La procedura estremamente conveniente che abbiamo sviluppato per preparare il grafene è di vitale importanza per il rapido sfruttamento industriale del grafene."

Con un solo atomo di spessore, il grafene è la sostanza più sottile in grado di condurre elettricità. È molto flessibile ed è uno dei materiali più resistenti conosciuti. La corsa per scienziati e ingegneri è iniziata per adattare il grafene all'elettronica flessibile.

Professor Saverio Russo, co-autore e anche dall'Università di Exeter, ha aggiunto:"Questa svolta favorirà la nascita di nuove generazioni di elettronica flessibile e offrirà nuove entusiasmanti opportunità per la realizzazione di tecnologie dirompenti basate sul grafene".

Nel 2012 i team del Prof Craciun e del Prof. Russo, dal Centro per la scienza del grafene dell'Università di Exeter, ha scoperto che le molecole di cloruro ferrico racchiuse tra due strati di grafene creano un sistema completamente nuovo che è il materiale trasparente più noto in grado di condurre elettricità. Lo stesso team ha recentemente scoperto che GraphExeter è anche più stabile di molti conduttori trasparenti comunemente usati da, Per esempio, l'industria espositiva.