Roma, 26 febbraio 2022 (Agonb) – Pubblicato su Carbon lo studio dei ricercatori del CNR-Nano e dell’Università tecnica di Vienna, insieme a quella di Anversa, che hanno realizzato grafene di alta qualità in una struttura 3D. “I materiali bidimensionali offrono la possibilità di sviluppare dispositivi con caratteristiche uniche – spiega Stefano Veronesi di CNR-Nano -. La loro natura bidimensionale però è limitante. Riuscire ad assemblare grafene in 3D, senza perdere le sue proprietà è una sfida della ricerca”. I team coordinati da Stefan Heun di CNR-Nano e Ulrich Schmid dell’Università tecnica di Vienna hanno ottenuto il primo strato di grafene su di uno “scheletro” cristallino 3D, combinando varie tecniche avanzate di lavorazione dei materiali, partendo da un cristallo di carburo di silicio. Con una complessa tecnica elettrochimica, lo hanno trasformato in una nano-struttura porosa e con la tecnica epitassiale, hanno portato lo “scheletro” poroso a una temperatura di oltre 1300 C in condizioni di ultra-alto vuoto (le più basse pressioni accessibili con le tecnologie attuali). Gli strati di grafene di alta qualità hanno così ricoperto l’intricata superficie della nano-struttura 3D. “Il materiale poroso ha la struttura di una spugna in miniatura con pori di dimensioni dell’ordine di 100 nanometri. In soli 20 micron di materiale poroso si ottiene una superficie utile 200 volte superiore a quella del materiale solido. Il risultato è una organizzazione tridimensionale di grafene con un elevato rapporto superficie-volume – commenta Veronesi. “Abbiamo ottenuto un materiale nuovo e versatile che integra grafene di alta qualità in uno spazio ridotto – spiega Stefan Heun – ciò permette di sfruttare al massimo le proprietà eccezionali del grafene e offre una prospettiva innovativa in un gran numero di applicazioni”. “L’applicazione iniziale dello studio era rivolta allo stoccaggio di idrogeno: è possibile immagazzinare idrogeno su una superficie di grafene, maggiore è la superficie, maggiore è l’idrogeno accumulabile – conclude Veronesi -. L’ampia superficie è un vantaggio decisivo anche per aumentare le prestazioni degli elettrodi nelle celle a combustibile, in batterie di nuova generazione e per la produzione di idrogeno assistita dalla luce solare (il cosiddetto solar Hydrogen) e nei sensori chimici, ad esempio per rilevazione di sostanze rare nei gas”. (Agonb) Mmo 9:30
