Grafene indotto da laser (LIG), una schiuma friabile del carbonio atomo di spessore, ha molte proprietà interessanti da solo, ma acquisisce nuovi poteri come parte di un composto.

I laboratori del chimico della Rice University James Tour e Christopher Arnusch, un professore all'Università Ben-Gurion del Negev in Israele, ha introdotto un lotto di compositi LIG sulla rivista dell'American Chemical Society ACS Nano che mettono le capacità del materiale in confezioni più robuste.

Infondendo LIG con plastica, gomma, cemento, cera o altri materiali, i laboratori hanno realizzato compositi con un'ampia gamma di possibili applicazioni. Questi nuovi compositi potrebbero essere utilizzati nell'elettronica indossabile, nella terapia del calore, nel trattamento delle acque, nel lavoro antigelo e antigelo, nella creazione di superfici antimicrobiche e persino nella realizzazione di dispositivi di memoria ad accesso casuale resistivi.

Il laboratorio Tour ha realizzato per la prima volta LIG nel 2014 quando ha utilizzato un laser commerciale per bruciare la superficie di un sottile foglio di plastica comune, poliimmide. Il calore del laser ha trasformato una scheggia di materiale in scaglie di grafene interconnesso. Il processo in un unico passaggio ha reso molto di più il materiale, e con una spesa molto inferiore, rispetto alla tradizionale deposizione chimica da vapore.

Da allora, il laboratorio Rice e altri hanno ampliato la loro indagine su LIG, anche far cadere la plastica per farla con legno e cibo. L'anno scorso, i ricercatori di Rice hanno creato la schiuma di grafene per scolpire oggetti 3D.

"LIG è un ottimo materiale, ma non è meccanicamente robusto, " disse Giro, che è stato coautore di una panoramica degli sviluppi del grafene indotto dal laser nel Conti di ricerca chimica diario dell'anno scorso. "Puoi piegarlo e fletterlo, ma non puoi strofinarci sopra la mano. Si staccherà. Se fai quello che viene chiamato uno Scotch tape test su di esso, molto viene rimosso. Ma quando lo metti in una struttura composita, si rafforza davvero".

Per realizzare i compositi, i ricercatori hanno versato o pressato a caldo uno strato sottile del secondo materiale su LIG attaccato alla poliimmide. Quando il liquido si è indurito, hanno tirato via la poliimmide dal retro per riutilizzarla, lasciando l'incastonato, fiocchi di grafene collegati dietro.

I compositi morbidi possono essere utilizzati per l'elettronica attiva in indumenti flessibili, Tour ha detto, mentre i compositi più duri producono eccellenti materiali superidrofobici (che evitano l'acqua). Quando viene applicata una tensione, lo strato di 20 micron di LIG uccide i batteri sulla superficie, rendendo le versioni temprate del materiale adatte ad applicazioni antibatteriche.

I compositi realizzati con additivi liquidi sono i migliori per preservare la connettività dei fiocchi LIG. Nel laboratorio, si riscaldavano rapidamente e in modo affidabile quando veniva applicata la tensione. Ciò dovrebbe dare al materiale un potenziale utilizzo come rivestimento antighiaccio o antigelo, come termoforo flessibile per il trattamento di lesioni o in indumenti che si riscaldano su richiesta.

"Basta versarlo dentro, e ora trasferisci tutti i bellissimi aspetti di LIG in un materiale estremamente robusto, " Disse Giro.