Composto da un unico foglio di atomi di carbonio, il grafene può essere filato alla velocità più veloce di qualsiasi oggetto macroscopico conosciuto. Credito:Pixabay/CC0 di dominio pubblico
I risultati del primo confronto internazionale della misurazione del grafene sono stati pubblicati in Materiali 2D , guidato dal National Physical Laboratory (NPL) nel Regno Unito, attraverso il Versailles Project on Advanced Materials and Standards (VAMAS) e in collaborazione con istituti di tutto il mondo.
Il confronto interlaboratorio internazionale (ILC) ha delineato miglioramenti che riducono l'incertezza di misura, in alcuni casi di un fattore 15, e che saranno la base per un nuovo standard internazionale attualmente in fase di sviluppo all'interno di ISO/IEC per la spettroscopia Raman. Ciò fornirà una fonte di dati verificata e, in definitiva, fornirà standard di misurazione più accurati e precisi per l'industria globale del grafene.
Sebbene sia un materiale meraviglioso con molte proprietà superlative destinate a sconvolgere settori che vanno dall'elettronica all'edilizia, come singolo strato di atomi di carbonio, il grafene può essere difficile da misurare. C'è un urgente bisogno di misurazioni affidabili, riproducibili e accurate delle proprietà del grafene, attraverso standard internazionali, per facilitare la crescita industriale.
Processi come la deposizione chimica da vapore (CVD) consentono alle aziende di tutto il mondo di produrre grafene su una scala di metri, ma un metodo di misurazione standardizzato per determinare la qualità del materiale è ancora in fase di sviluppo all'interno dell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO) e Commissione elettrotecnica internazionale (IEC).
VAMAS è stata fondata nel 1982 dal gruppo di nazioni del G7 per garantire le migliori pratiche oltre a metodi di misurazione standardizzati accurati e precisi, al fine di promuovere e far crescere il commercio mondiale. Più recentemente, nel 2016, è stata istituita un'area di lavoro tecnico per "Grafene e materiali 2D correlati", che ora conta 14 progetti attivi.
Il primo di questi progetti è la misurazione del grafene cresciuto con CVD utilizzando la spettroscopia Raman, una tecnica di misurazione per comprendere la struttura dei materiali 2D correlati al grafene. Il pacchetto di lavoro per l'industrializzazione (WP19) dell'EU Graphene Flagship ha finanziato il lavoro di NPL per guidare questo ILC internazionale composto da 17 entità, tra cui istituti nazionali di metrologia, università e industria, con campioni di grafene coltivati per CVD forniti da Graphenea Semiconductor, Spagna.
Molte delle misurazioni per questi ILC VAMAS sono state completate, tuttavia ci sono diversi progetti che sono stati avviati di recente e cercano partecipanti. Questi progetti contribuiranno anche ad altri standard internazionali, migliorando in ultima analisi l'accuratezza della misurazione del grafene e di altri materiali 2D e, così facendo, abilitando l'industria in tutto il mondo.
Il Dr. Andrew J Pollard, ricercatore principale presso NPL, ha dichiarato:"I confronti interlaboratorio sono fondamentali se vogliamo fornire un'incertezza quantitativa insieme ai nostri valori misurati, oltre ad aiutarci a migliorare i protocolli standardizzati per ottenere i valori più accurati e precisi possibili. Questi studi approfonditi richiedono tempo e collaborazione internazionale, ma aiuteranno l'intera comunità attraverso misurazioni riproducibili e comparabili."
La prof.ssa Cinzia Casiraghi, docente di nanoscienze all'Università di Manchester ha dichiarato:"La spettroscopia Raman è una delle tecniche più utilizzate per la caratterizzazione del grafene perché può fornire rapidamente un'ampia gamma di informazioni sulla qualità di questo materiale. Nonostante la sua semplicità, in letteratura sono state riportate discrepanze nelle misurazioni e nei dati Raman, che influiscono quindi sulla produzione industriale e sulla capacità di confrontare campioni di grafene prodotti in diversi laboratori.Il progetto VAMAS è un primo passo cruciale nello sviluppo di un protocollo standardizzato per la caratterizzazione del grafene utilizzando Spettroscopia Raman."
La dott.ssa Amaia Zurutuza, direttore scientifico di Graphenea Semiconductor ha dichiarato:"Questa è stata la prima volta che abbiamo partecipato a un confronto interlaboratorio internazionale, abbiamo trovato l'esperienza molto positiva e vorremmo sottolineare l'importanza cruciale di questo tipo di studi. È stato incredibile che valori così disparati sono stati ottenuti sugli stessi campioni. Parteciperemo sicuramente ad un altro ILC nel prossimo futuro". + Esplora ulteriormente
