Questa visualizzazione mostra strati di grafene utilizzati per le membrane. Credito:Università di Manchester
I ricercatori dell'Università dell'Arkansas hanno scoperto un metodo semplice e scalabile per trasformare l'ossido di grafene in una membrana di grafene non infiammabile e simile alla carta che può essere utilizzata nella produzione su larga scala.
"Grazie alla loro resistenza meccanica e all'eccellente carica e conducibilità termica, i materiali a base di grafene hanno suscitato un'enorme eccitazione, "ha detto Ryan Tian, professore associato di chimica inorganica presso il J. William Fulbright College of Arts and Sciences. "Ma l'elevata infiammabilità mette a rischio la promessa del materiale per la produzione su larga scala e le applicazioni estese".
L'elevatissima infiammabilità del grafene ha ostacolato l'ulteriore sviluppo e commercializzazione. Però, questa nuova scoperta consente di produrre in serie membrane di grafene e grafene per migliorare una serie di prodotti, dalle celle a combustibile alle celle solari ai supercondensatori e ai sensori. Tian ha un brevetto provvisorio per questa nuova scoperta.
Usando ioni metallici con tre o più cariche positive, i ricercatori del laboratorio di Tian hanno incollato scaglie di ossido di grafene in una membrana trasparente. Questa nuova forma di foglio di polimero di carbonio è flessibile, non tossico e meccanicamente forte, oltre ad essere non infiammabile.
Ulteriori test del materiale hanno suggerito che la reticolazione, o legame, utilizzando metalli di transizione e metalli delle terre rare, ha fatto sì che l'ossido di grafene possedesse nuovi semiconduttori, proprietà magnetiche e ottiche.
Per l'ultimo decennio, gli scienziati si sono concentrati sul grafene, un materiale bidimensionale che è un singolo atomo di spessore, perché è uno dei più forti, materiali più leggeri e conduttivi conosciuti. Per queste ragioni, il grafene e materiali bidimensionali simili hanno un grande potenziale per sostituire i semiconduttori tradizionali. L'ossido di grafene è un intermedio comune per il grafene e i materiali derivati dal grafene a base di grafite, che è una forma cristallina di carbonio.
I risultati dei ricercatori sono stati pubblicati su The Journal of Physical Chemistry C .