Un nuovo modo per controllare la qualità dei nanomateriali come il grafene è emerso da un team dell'Università del Sussex.

Il grafene e i nanomateriali sono stati propagandati come materiali meravigliosi, e si stanno rivelando inestimabili in tutti i tipi di applicazioni, come nell'industria automobilistica e aerospaziale, dove i metalli pesanti vengono sostituiti con materiali compositi più leggeri ma ugualmente resistenti. La qualità dei nanomateriali quindi conta molto, ma la standardizzazione e il controllo della qualità sono sfuggiti all'industria.

Il team del Sussex ha sviluppato una tecnica che fornisce informazioni dettagliate sulla dimensione e lo spessore delle particelle di grafene. Utilizza un non distruttivo, metodo basato sul laser per osservare le particelle nel loro insieme, e consente loro di costruire rapidamente un'immagine dettagliata della distribuzione delle particelle in un dato materiale. La loro carta, "Le metriche Raman per il bisolfuro di molibdeno e il grafene consentono la mappatura statistica delle popolazioni di nanofogli, " è pubblicato sulla rivista Chimica dei materiali .

Dott. Matt Grande, che ha guidato la scoperta nella School of Mathematical and Physical Sciences dell'Università del Sussex, disse:

"Gli standard per la misurazione sono un fondamento davvero fondamentale delle economie moderne. Si riduce davvero a una semplice domanda:come fai a sapere di aver ottenuto ciò per cui hai pagato? Al momento l'industria del grafene è un po' una frontiera selvaggia; è molto difficile confrontare prodotti diversi perché non esiste un modo concordato per misurarli. È qui che entrano in gioco studi come il nostro. È davvero una questione importante per qualsiasi azienda che cerca di raccogliere i benefici del grafene (o di qualsiasi altro nanomateriale, se è per questo) nei loro prodotti. Spesso l'uso del materiale sbagliato può non portare alcun beneficio, o addirittura peggiorare le prestazioni del prodotto. Un esempio particolare potrebbero essere i materiali compositi come la plastica rinforzata con grafene; se viene utilizzato un materiale di grafene di scarsa qualità, può causare il cedimento delle parti invece di fornire la resistenza migliorata prevista. Questo può essere un grosso problema per settori come quello automobilistico e aerospaziale, dove c'è un enorme sforzo dietro la sostituzione di parti metalliche più pesanti con materiali compositi più leggeri (come la fibra di carbonio) che sono altrettanto resistenti. Se il grafene e altri nanomateriali devono svolgere un ruolo nella riduzione del peso e dei costi, gli standard concordati sono davvero importanti".

Aline Amorim Graf è co-autrice dell'articolo nel team della School of Mathematical and Physical Sciences dell'Università del Sussex. Lei disse:

"Alcuni produttori affermano di produrre grafene ma in realtà, senza dubbio inavvertitamente, producono una forma di grafite. Alcuni addebitano fino a 500 sterline al grammo. Il problema è che non c'è standardizzazione. Quello che abbiamo fatto è creare un nuovo modo di misurare la qualità dei nanomateriali come il grafene. Usiamo uno spettrometro Raman per farlo, e hanno creato un algoritmo per automatizzare il processo. In questo modo, possiamo determinare la qualità, dimensione e spessore del campione. Chiaramente la qualità del grafene è davvero importante. Se stai usando il grafene per rafforzare le strutture, da utilizzare nei monitor sanitari, da utilizzare nelle etichette dei supermercati, vuoi sapere che stai ricevendo le cose reali. Ma in realtà gli acquirenti di grafene non hanno idea della qualità di ciò che acquistano online. Se stai usando il grafene per rinforzare il cemento, e si scopre che in realtà non è grafene o è grafene di bassa qualità, allora sarà importante".

Professor Alan Dalton, co-direttore del Sussex Program for Quantum Research e coautore dell'articolo, disse:

"Questa è davvero un'area di ricerca importante per il nostro team. Crediamo che la nostra nuova metrica sarà di grande aiuto per l'industria, ricercatori e organismi di normazione allo stesso modo che sono attori chiave nello sviluppo di materiali 2-D verso la commercializzazione."

Il Graphene Council ha chiesto a lungo una migliore standardizzazione. Terrance Barkan del Graphene Council ha scritto:

"La mancanza di uno standard globale concordato per il grafene e i materiali strettamente correlati crea un vuoto e una mancanza di fiducia nel mercato per l'adozione su scala industriale dei materiali di grafene".

Il team del Sussex continua la sua ricerca ed è aperto a verificare la qualità del grafene su base consultiva.