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DALLO ZUCCHERO SOFFIATO AL GRAFENE 3D

Categoria // Ricerca di base e Finanziamenti, Grafene

Un team di ricercatori del NIMS - National Institute for Materials Science - ha realizzato per la prima volta al mondo una struttura tridimensionale in grafene con l'utilizzo di una innovativa tecnica ispirata all'arte dello zucchero soffiato.

Megliopossibile - Dallo zucchero soffiato al grafene 3D
Megliopossibile - Dallo zucchero soffiato al grafene 3D

Fiori, ballerine, strutture astratte: con lo zucchero soffiato si può dare corpo a vere e proprie sculture da esposizione che sembrano realizzate in vetro. La tecnica di lavorazione dello zucchero che consente di ottenere questi strabilianti risultati ha origini antiche e regali: i primi a introdurla in cucina sono stati i cuochi e i pasticceri di Caterina de' Medici, consorte di Enrico II di Francia, copiando l'arte dei celebri vetrai di murano.

Oggi, ancora una volta, ritroviamo questa tecnica, ma in un altro campo, quello dei nanomateriali. I ricercatori del NIMS - National Institute for Materials Science - sono infatti riusciti, per la prima volta al mondo, a realizzare un prodotto con una struttura tridimensionale in grafene, utilizzando un metodo del tutto nuovo e unico, ispirato all'arte dello zucchero soffiato.

La scoperta è di grande rilevanza perché il grafene - singolo strato di atomi di carbonio dotato di straordinarie proprietà che non possono essere riscontrate in altri materiali a base di carbonio come la grafite, il diamante o i nano tubi - conserva queste caratteristiche solo nella sua forma bidimensionale. Attualmente è ancora molto complesso riuscire a realizzare un prodotto 3D che non abbia problematiche relative alla debolezza di connessione tra gli strati, alla scarsa conducibilità elettrica, alla ridotta superficie o a un'insufficiente resistenza/elasticità meccanica. Molti ricercatori hanno tentato di rendere il grafene tridimensionale, ma non sono mai riusciti a raggiungere il risultato senza deteriorarne le proprietà.

Questo innovativo processo chimico "soffiato", invece, consente di realizzare un prodotto 3D che non altera le caratteristiche del grafene, in modo facile, veloce ed economico, aprendo la strada a moltissime applicazioni industriali nel campo dell'automotive e dell'energia.

La tecnica prevede che il glucosio e il sale di ammonio siano mescolati e riscaldati a circa 250 °C, per ottenere polimeri di glucosio. I polimeri vengono poi "soffiati" con i gas di ammoniaca derivanti dal processo che creano una pressione interna e generano una serie di piccole bolle nel polimero. A questo punto, il sistema viene ulteriormente riscaldato a 1350°C per trasformare le pareti del polimero in grafene. Il risultato è una struttura tridimensionale in grafene sostenuta da una rete di bolle.

Lo studio è pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications.

La Redazione

Pubblicato:

Giovedì, 16 Gennaio 2014

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