Il grafene mostra proprietà molto diverse in condizioni di umidità, secondo i ricercatori della Queen Mary University di Londra.

Grafene, che è fatto di carbonio ed è stato scoperto nel 2004, è acclamato per molte delle sue straordinarie caratteristiche tra cui essere più forte dell'acciaio, più conduttivo del rame, leggero, flessibile e trasparente.

Questo studio, pubblicato sulla rivista Revisione fisica B , mostra che nel grafene a doppio strato, che sono due fogli di carbonio dello spessore di un atomo impilati insieme, l'acqua penetra tra gli strati in un ambiente umido.

Le proprietà del grafene dipendono in modo significativo da come questi strati di carbonio interagiscono tra loro e quando l'acqua entra in mezzo può modificare l'interazione.

I ricercatori hanno scoperto che l'acqua forma uno strato atomicamente sottile al 22% di umidità relativa e separa gli strati di grafene a oltre il 50% di umidità relativa.

Ciò suggerisce che il grafene stratificato potrebbe esibire proprietà molto diverse in un luogo umido come Manchester, UK, dove l'umidità relativa media è superiore all'80% ogni mese dell'anno, rispetto a un luogo arido come Tucson, Arizona, dove l'umidità relativa è del 13% nei pomeriggi di maggio ma sale al 65% nelle mattine di gennaio. Così, a Tucson le proprietà variano a seconda del periodo dell'anno.

Grafene, sia a strati che a strato singolo, potenzialmente ha un numero enorme di usi, ma i risultati di questo studio potrebbero influire sul modo in cui il materiale può essere utilizzato nelle applicazioni della vita reale.

L'autore principale Dr. Yiwei Sun, della Queen Mary University di Londra, ha detto:"I punti critici, 22 per cento e 50 per cento di umidità relativa, sono condizioni molto comuni nella vita quotidiana e questi punti possono essere facilmente superati. Quindi, molte delle straordinarie proprietà del grafene potrebbero essere modificate dall'acqua tra gli strati di grafene".

Ha aggiunto:"Alcuni dispositivi a base di grafene possono funzionare al massimo delle loro capacità in luoghi asciutti, mentre altri possono farlo in luoghi umidi. Suggeriamo che tutti gli esperimenti su materiali 2-D dovrebbero in futuro registrare l'umidità relativa".

I ricercatori suggeriscono che l'umidità potrebbe avere un impatto anche su altri materiali stratificati come il nitruro di boro (fogli di boro e azoto) e il bisolfuro di molibdeno (fogli di molibdeno e zolfo).

Lo studio è stato condotto perché si sapeva che la grafite, un materiale anch'esso in carbonio, perde la sua eccellente capacità lubrificante in condizioni di bassa umidità, come a bordo di aeroplani ad alta quota, che è stato segnalato durante la seconda guerra mondiale, o nello spazio esterno, come riportato dalla NASA negli anni '70.

Si credeva che l'acqua tra gli strati di grafite fosse cruciale per il suo comportamento e ora è stato dimostrato che lo stesso effetto ha effetto sul grafene stratificato.