Dal nichel, grafene di qualità



La ricerca, realizzata da Iom-Cnr e Università di Trieste, apre nuove strategie per migliorare la produzione a livello industriale di questo materiale dalle molteplici virtù.

Il Microscopio a scansione ad effetto tunnel. credit: Surface Structure and Reactivity group in Trieste (Italy)Foto 1 - Il Microscopio a scansione ad effetto tunnel. Primo piano del microscopio utilizzato per gli esperimenti. credit: Surface Structure and Reactivity group in Trieste (Italy)

Il grafene è un materiale bidimensionale, composto da uno strato di atomi di carbonio, quindi sottilissimo ma anche flessibile come la plastica e con una resistenza meccanica cento volte superiore all’acciaio. Per questo è considerato praticamente perfetto per molteplici usi nel campo industriale e tecnologico, tuttavia la difficoltà di produzione ne rende l’utilizzo estremamente costoso. Uno studio condotto dall’Istituto officina dei materiali del Consiglio nazionale delle ricerche di Trieste (Iom-Cnr) e dal dipartimento di Fisica dell’Università degli studi di Trieste, ora pubblicato su Science, individua il meccanismo di accrescimento del grafene sulla superficie di un comune metallo, il nichel, aprendo nuove possibilità nelle tecnologie di produzione.

Il laboratorio di Struttura e Reattività di Superfici a Trieste.Foto 2 - Il laboratorio di Struttura e Reattività di Superfici a Trieste. Gli esperimenti sono stati condotti all’interno della camera da ultra-alto-vuoto in primo piano nell’immagine. Il microscopio a scansione ad effetto tunnel si trova proprio dietro all’oblò illuminato sulla destra.

credit: Surface Structure and Reactivity group in Trieste (Italy).

“Sappiamo che sulle superfici metalliche sono presenti singoli atomi, liberi di muoversi agilmente e che partecipano a molti dei processi che avvengono sulle superfici stesse”, spiega Cristina Africh, dell’Iom-Cnr. “Nel nostro studio abbiamo evidenziato che, in un campione di nichel utilizzato per la generazione di grafene, sono proprio gli atomi liberi del nichel ad agire da catalizzatori, facilitando il processo di formazione del grafene”.

Il team scientifico è stato in grado di registrare questo processo in tempo reale, rivelando il comportamento dei singoli atomi superficiali, impiegando un modulo di scansione ad alta velocità sviluppato negli anni scorsi in collaborazione con Elettra-Sincrotrone Trieste e recentemente perfezionato grazie ad un finanziamento europeo.