Si prevedeva che i nanomateriali a base di carbonio come il grafene e i nanotubi di carbonio avrebbero avuto un futuro brillante quando furono scoperti. Ma i problemi di qualità frenano lo sviluppo di nuovi prodotti. Il problema è che è difficile analizzare la struttura cristallina e non esistono metodi standard stabiliti per classificare i materiali. Ma ora, i ricercatori dell'Università di Karlstad sono vicini a una soluzione.

"Gli atomi di carbonio devono trovarsi perfettamente in una struttura cristallina ben organizzata a distanze precise, ma non nei materiali disponibili in commercio oggi sul mercato, "dice Krister Svensson, professore associato di fisica.

I problemi di qualità nei nanomateriali frenano lo sviluppo

I primi studi sui nanotubi di carbonio sono stati fatti quasi 30 anni fa, senza ancora soddisfare le elevate aspettative per le applicazioni. La ragione di ciò è in gran parte l'incapacità di ampliare il processo di produzione mantenendo un'elevata qualità.

Poiché le proprietà del materiale dipendono dalla struttura cristallina, la qualità del materiale è assolutamente determinante per le prestazioni del prodotto finale.

"Il problema è complicato dal fatto che è difficile analizzare la struttura cristallina e che non esistono metodi standard stabiliti per classificare i materiali, ", afferma Krister Svensson. "Ciò ha portato a una sorta di situazione da 'Wild West' sul mercato in termini di prezzi e qualità dei materiali in vendita".

Ora c'è il rischio che materiali di qualità inferiore sul mercato rovinino le prospettive di attori seri e l'interesse per il materiale possa scemare rapidamente. Quindi un clamore è tutto ciò che c'è e il punto di applicazione reale non è mai raggiunto.

"Ora abbiamo sviluppato un metodo per caratterizzare la cristallinità del materiale e possiamo anche dimostrare gli effetti dannosi che la bassa cristallinità ha sulle proprietà meccaniche, " dice Krister Svensson. "È abbastanza ovvio che il materiale disponibile in commercio non è all'altezza delle aspettative, è semplicemente un materiale diverso. Sono necessari sforzi vigorosi per porre fine ai materiali "falsi" e sviluppare metodi di misurazione standardizzati e classificazioni dei materiali. Solo allora il mercato potrà essere pronto per sviluppare nuovi prodotti per le varie classi di materiali".

Il progetto è stato realizzato da Krister Svensson, Professore Associato, e Mattias Flygare, studente di dottorato, nel gruppo di ricerca CMM, Caratterizzazione e modellazione dei materiali presso l'Università di Karlstad e presentato sulla rivista Materiali Oggi Comunicazioni (marzo 2019).