Dal suo isolamento nel 2004 da parte di Geim e Novoselov dell'Università di Manchester (Premio Nobel per la Fisica nel 2010), il grafene è stato definito un "materiale meraviglioso" per le sue eccezionali proprietà, che sono già stati sfruttati in molte applicazioni e prodotti. Però, l'uso del grafene sotto forma di minuscole scaglie nei compositi polimerici limita il pieno sfruttamento delle sue eccellenti proprietà, richiedono elevati carichi di carica per ottenere proprietà elettriche e meccaniche soddisfacenti.

Un team di ricercatori guidato dal professor Costas Galiotis ha avuto l'idea innovativa di utilizzare fogli di grafene di dimensioni centimetriche come rinforzo in compositi polimerici con un'architettura nanolaminata. È stato dimostrato che questa è una strategia intelligente per superare i tipici inconvenienti dei riempitivi di nanoparticelle, grazie alle grandi dimensioni laterali, che garantisce un efficiente trasferimento delle sollecitazioni e una dispersione uniforme e controllabile attraverso l'alternanza degli strati di polimero e grafene. Il grafene monostrato di grandi dimensioni è stato prodotto con la tecnica della deposizione chimica in fase vapore (CVD):produce uno spessore monoatomico e, a differenza dei piccoli fiocchi, non ci sono limiti dimensionali nelle altre dimensioni (lunghezza e larghezza).

I nanolaminati di grafene/polimero CVD in scala centimetrica sono stati quindi prodotti con un processo semiautomatico che consente la manipolazione di film ultrasottili, e sono stati trovati per sovraperformare, per lo stesso contenuto di grafene, compositi polimerici di grafene a base di fiocchi all'avanguardia in termini di rinforzo meccanico e proprietà elettriche. Più importante, questi materiali laminati sottili mostrano un'efficacia di schermatura delle interferenze elettromagnetiche (EMI) molto elevata nella gamma Terahertz, raggiungendo i 60 dB per un piccolo spessore di 33 μm, e un'assoluta efficacia di schermatura EMI per unità di peso e spessore che è tra i valori più alti per sintetici, materiali non metallici prodotti fino ad oggi.

Il prof. Galiotis afferma che "in questo documento, abbiamo cercato di sfruttare le eccellenti proprietà meccaniche ed elettriche del grafene monostrato quando utilizzato come rinforzo di tecnopolimeri. Finora, mediante l'uso di brevi fiocchi di grafene, questo non era possibile, a causa delle piccole dimensioni delle inclusioni. I recenti sviluppi nella produzione di membrane di grafene monostrato continue (di grandi dimensioni) ci hanno permesso di fabbricare nanolaminati che incorporavano decine e persino centinaia di strati di grafene incorporati in polimeri commerciali. Ciò ha portato a nanolaminati di grafene con rigidità che si avvicinano a quelle del grafene perfetto per frazione di volume e prestazioni di schermatura EMI efficaci. Questo lavoro apre la strada allo sviluppo di nanolaminati con proprietà eccezionali per il settore aerospaziale, automobilistico ma anche una serie di applicazioni elettroniche."

Il lavoro di ricerca è stato pubblicato in Comunicazioni sulla natura .