Per la prima volta, è stato possibile produrre elettrodi OLED funzionali dal grafene. Il processo è stato sviluppato dai ricercatori Fraunhofer insieme a partner dell'industria e della ricerca. Gli OLED possono, Per esempio, essere integrato in display touch, e il materiale miracoloso grafene promette molte altre applicazioni per il futuro.

L'Istituto Fraunhofer per l'elettronica organica, Tecnologia a fascio di elettroni e plasma FEP di Dresda, insieme ai soci, è riuscita per la prima volta a produrre elettrodi OLED dal grafene. Gli elettrodi hanno un'area di 2 × 1 centimetri quadrati. "Questo è stato un vero passo avanti nella ricerca e nell'integrazione di materiali estremamente esigenti, " afferma la responsabile del progetto FEP, la dott.ssa Beatrice Beyer. Il processo è stato sviluppato e ottimizzato nel progetto "Gladiator" (Graphene Layers:Production, finanziato dall'UE) Caratterizzazione e integrazione) insieme a partner dell'industria e della ricerca.

Il grafene è considerato un nuovo materiale miracoloso. I vantaggi del composto di carbonio sono impressionanti:il grafene è leggero, trasparente ed estremamente duro e ha una resistenza alla trazione maggiore dell'acciaio. Inoltre, è flessibile ed estremamente conduttivo per il calore o l'elettricità. Il grafene è costituito da un singolo strato di atomi di carbonio che sono assemblati in una sorta di schema a nido d'ape. Ha uno spessore di soli 0,3 nanometri, che è circa il centomillesimo di un capello umano. Il grafene ha una varietà di applicazioni, ad esempio come un touchscreen negli smartphone.

Reazione chimica del rame, metano e idrogeno

La produzione degli elettrodi OLED avviene sotto vuoto. In una camera d'acciaio, una piastra di wafer di rame ad alta purezza viene riscaldata a circa 800 gradi. Il team di ricerca fornisce quindi una miscela di metano e idrogeno e avvia una reazione chimica. Il metano si dissolve nel rame e forma atomi di carbonio, che si diffondono in superficie. Questo processo richiede solo pochi minuti. Dopo una fase di raffreddamento, un polimero di supporto viene posto sul grafene e la lastra di rame viene attaccata.

Il progetto Gladiator è stato lanciato nel novembre 2013. Il team Fraunhofer sta lavorando alle fasi successive fino alla conclusione nell'aprile 2017. Durante il resto del progetto, le impurità e i difetti che si verificano durante il trasferimento del sottilissimo grafene su un altro materiale di supporto devono essere ridotti al minimo. Il progetto è sostenuto dalla Commissione Europea con un totale di 12,4 milioni di euro. Importanti partner industriali dell'Istituto Fraunhofer sono la società spagnola Graphenea S.A., che è responsabile della produzione degli elettrodi di grafene, così come la britannica Aixtron Ltd., che è responsabile della costruzione dei reattori CVD di produzione.

Applicazioni dal fotovoltaico alla medicina

"I primi prodotti potrebbero essere lanciati già tra due o tre anni", dice Beyer con sicurezza. Grazie alla loro flessibilità, gli elettrodi di grafene sono ideali per i touch screen. Non si rompono quando il dispositivo cade a terra. Al posto del vetro, si userebbe un film polimerico trasparente. Sono possibili anche molte altre applicazioni:in windows, il grafene trasparente potrebbe regolare la trasmissione della luce o fungere da elettrodo nei filtri di polarizzazione. Il grafene può essere utilizzato anche nel fotovoltaico, tessili high-tech e persino in medicina.