(Phys.org)—Il grafene è stato coltivato da materiali diversi come la plastica, scarafaggi, Biscotti delle ragazze scout, e feci di cane, e può teoricamente essere coltivato da qualsiasi fonte di carbonio. Però, gli scienziati stanno ancora cercando un precursore del grafene e un metodo di crescita che sia sostenibile, scalabile, ed economicamente fattibile, poiché questi sono tutti requisiti per realizzare una commercializzazione diffusa di dispositivi a base di grafene.

In un nuovo studio, i ricercatori hanno coltivato il grafene dalla pianta dell'albero del tè Melaleuca alternifolia , la stessa pianta utilizzata per produrre oli essenziali nella medicina tradizionale. I ricercatori hanno dimostrato di poter fabbricare grandi aree, pellicole di grafene quasi prive di difetti dall'olio dell'albero del tè in pochi secondi a pochi minuti, mentre gli attuali metodi di crescita di solito richiedono diverse ore. A differenza dei metodi attuali, il nuovo metodo funziona anche a temperature relativamente basse, non necessita di catalizzatori, e non si basa su metano o altro non rinnovabile, tossico, o precursori esplosivi.

Gli scienziati, Prof. Mohan V. Jacob alla James Cook University nel Queensland, Australia, e collaboratori di istituzioni in Australia, Singapore, Giappone, e gli Stati Uniti, hanno pubblicato un articolo sulla nuova tecnica per coltivare il grafene dall'estratto dell'albero del tè in un recente numero di Nano lettere .

"Questa ricerca realizza la fabbricazione di buona qualità, grafene a pochi strati da un precursore ecologico, "Jacob ha detto Phys.org . "Globale, fabbricazione di grafene di grandi dimensioni utilizzando un veloce, il precursore e il processo rispettosi dell'ambiente a una temperatura di fabbricazione relativamente bassa è il principale significato di questo lavoro".

Per la coltivazione del grafene, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata deposizione chimica da vapore potenziata dal plasma. I ricercatori hanno alimentato l'estratto vaporizzato dell'albero del tè in un tubo riscaldato, in modo molto simile a quanto fatto con il gas metano nelle versioni precedenti. Non appena hanno acceso il plasma usando gli elettrodi, il vapore si è trasformato quasi istantaneamente in una pellicola di grafene.

In ogni metodo di crescita del grafene, il prodotto finale di grafene risulta leggermente diverso. Il grafene qui coltivato ha una superficie particolarmente ampia e bordi lunghi, con gli scienziati che stimano che la lunghezza totale dei bordi in un centimetro quadrato sia di 2,6 km (1,6 miglia). I bordi del grafene hanno una forte influenza sulle proprietà complessive del materiale, con bordi lunghi che offrono vantaggi per molte applicazioni, inclusi elettrodi della batteria e sensori chimici.

Un'altra caratteristica unica del grafene coltivato qui è che è uno dei campioni di grafene più idrofobi fino ad oggi. Generalmente, l'idrofobicità aumenta man mano che il grafene 2D raggiunge più strati, diventando più 3D. A sostegno di questa relazione, le immagini al microscopio qui hanno rivelato caratteristiche in nanoscala 3D sulla superficie del grafene, che sono probabilmente responsabili della forte idrofobicità. Questi risultati suggeriscono che questo grafene può avere applicazioni per la creazione di vari rivestimenti e superfici superidrofobici, come per dispositivi medici e tessuti che respingono l'acqua.

I ricercatori si aspettano anche che i film di grafene prodotti dall'estratto dell'albero del tè abbiano potenziali applicazioni nei dispositivi di memoria non volatile di nuova generazione chiamati memristori, che immagazzinano la memoria nei loro livelli di resistenza elettrica. Hanno dimostrato questa possibilità inserendo un semiconduttore tra grafene e alluminio, creando un dispositivo che esibisce proprietà memristive.

I ricercatori hanno in programma di esplorare ulteriormente queste applicazioni e altre in futuro.

"Ci concentreremo sull'ottimizzazione delle proprietà del materiale e sull'implementazione del materiale in varie applicazioni elettroniche, " disse Giacobbe.

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