Tecnologia

Come ottenere il grafene

Come ottenere il grafene

Elia Magrinelli

Marzo 31st, 2016

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Il grafene è uno strato monoatomico di atomi di carbonio, venne scoperto nell’università di Manchester nel 2004 dai fisici Andrej Gejm e Konstantin Novoselov, che ha valso loro il premio Nobel. Per molte delle sue proprietà il grafene è considerato un materiale miracoloso, dalle possibili interessanti applicazioni in ottica ed elettronica. James Dawey, del canale Physics World è andato all’Università di Manchester per mostrarci in questo video com’è possibile ottenere il grafene è perchè è così importante.


Branson Belle, ricercatore dell’Università di Manchester, ci mostra come per ott
enere del grafene è possibile partire dalla grafite, lo stesso materiale delle matite. La grafite è infatti composta da strati su strati di atomi di carbonio legati tra di loro. Questi strati sono tenuti assieme da forze molto deboli, tanto che strisciando la matita sulla carta diversi strati si depositano sul foglio. Per ottenere il grafene, ovvero un monostrato di grafite, bisogna posizionare della grafite su di un nastro adesivo, piegare il nastro in modo da schiacciare in mezzo la grafite e quindi aprire di nuovo il nastro. Noterete che uno strato più sottile di grafite sarà appiccicato sui lati del nastro. Ripetendo questa operazione diverse volte è possibile separare sempre di più i diversi strati di carbonio, fino ad ottenere un monostrato.

Si possono utilizzare per questo compito anche dei nastri adesivi molto comuni, l’unica differenza è la quantità di residui che resteranno sul nastro e sul grafene alla fine. Una volta ottenuto lo strato di grafene sul nastro questo dev’essere trasferito su di un supporto nel quale si possa manipolarlo e studiarlo. In questo caso Branson Belle posiziona lo strato di grafene ottenuto su di un supporto di silicone appoggiandovi sopra il nastro adesivo con lo strato di grafene ottenuto e applicando una leggera pressione. Per permettere una forte adesione del grafene al silicone è necessario che questo sia estremamente pulito, cosa che richiede un trattamento con diversi detergenti nonché l’utilizzo di guanti e altri dispositivi che riducano la contaminazione delle componenti.

Il nastro dev’essere sollevato dal silicone molto lentamente per permettere allo strato di grafene di separarsi meglio dagli altri strati. Mentre più strati di grafene sono visibili ad occhio nudo, il grafene non lo è, ma è possibile osservarlo tramite un semplice microscopio ottico. Aravind Vijayaraghavan, professore all’Università di Manchester spiega che nonostante le dimensione, è possibile osservare il grafene da un semplice microscopio ottico; per farlo, infatti, bisogna scegliere un substrato corretto, in questo caso si utilizza uno strato di 300nm formato di diossido di silicio (SiO2) posizionato al di sopra del silicone. Questa combinazione permetterà di avere un contrasto nell’immagine dal quale si potranno evincere gli spessori degli strati di grafite presenti sopra il silicone. Colorazioni di tipo viola indicano la presenza dimeno di 10 strati di grafene.


Oltre la relativa facilità di reperire questo materiale ci sono molte altre caratteristiche che rendono questo materiale interessante. Nonostante sia molto fine e leggero la sua resistenza è molto elevata ed è trasparente al 97% alla luce bianca. Infine Il grafene è il materiale più altamente conduttore di elettricità e calore, in quanto gli elettroni riescono a muoversi con molta facilità. In altri materiali gli elettroni non possono muoversi con questa stessa facilità, per via della presenza di residui nel materiale che deviano il movimento. Le applicazioni che più velocemente potrebbero essere create per il grafene includono la creazione di schermi che potrebbero anche essere flessibili. Inoltre la sua grande capacità di conduttore rende il grafene un materiale interessante per la creazione di CPU con transistor in grafene, i quali: alcuni prototipi di CPU al grafene hanno raggiunto velocità di oltre 100Gherz.

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