Il grafene è in realtà un materiale 3-D e un materiale 2-D, secondo un nuovo studio della Queen Mary University di Londra.

Rendersi conto che si tratta di un materiale 3D è importante per comprenderne le proprietà meccaniche e per sviluppare nuovi dispositivi a base di grafene.

Spesso acclamato come un "materiale meraviglioso", il grafene ha la più alta conduttività termica ed elettrica conosciuta, è più forte dell'acciaio, leggero, flessibile e trasparente. I suoi usi sono ampi e recentemente è stato dimostrato che potrebbe anche fungere da barriera contro le punture di zanzara.

In questo studio, pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , i ricercatori si sono posti due domande fondamentali:fino a che punto è la grafite di grafene, e qual è il vero spessore del grafene?

Con loro sorpresa, hanno scoperto che il grafene 2-D, che è un singolo strato piatto di atomi di carbonio disposti in una struttura a nido d'ape, ha molte delle stesse proprietà meccaniche della grafite 3-D, che è una forma naturale di carbonio costituita da una pila molto debole di molti strati di grafene.

Mostrano che il grafene condivide una resistenza alla compressione simile alla grafite e che è significativamente più spesso di quanto si creda.

Se si misura lo spessore di un blocco di grafite di 100 strati di spessore, lo spessore di un singolo strato di grafene è semplicemente lo spessore del blocco di grafene diviso per 100. Pertanto, è ragionevole considerare lo spessore del grafene pari a 0,34 nm.

Dott. Yiwei Sun, autore principale dello studio della Queen Mary University di Londra, ha dichiarato:"Il grafene deve il suo spessore a una serie di legami chimici che sporgono sopra e sotto il piano 2-D degli atomi di carbonio. Quindi il grafene è davvero un materiale 3-D, anche se con uno spessore molto ridotto.

"Applicando la teoria 3D convenzionale, che è stato utilizzato per circa 400 anni, a materiali 2-D come grafene, che sono noti da 15 anni, mostriamo che argomenti simili si applicano ad altri cosiddetti materiali 2-D, come nitruro di boro e bisolfuro di molibdeno. In tal senso, I materiali 2-D sono in realtà tutti 3-D."

Il grafene è spesso chiamato il primo materiale bidimensionale al mondo. È stato scoperto nel 2004 staccando i fiocchi di grafene dalla grafite sfusa (utilizzata nelle mine delle matite e nei lubrificanti) usando del nastro adesivo.

È considerato parte di una nuova classe di materiali 2-D ed è attualmente modellato dagli scienziati come un foglio di atomi con pochissima profondità, da qui il nome materiale 2-D.