Grafene, un nuovo metodo per abbattere i costi di produzione

I costi di produzione elevati sono ancora una barriera importante che ostacola l'adozione commerciale del grafene: in media infatti il materiale ha un prezzo di 550 dollari per centimetro quadro che

potrebbe anche scendere tra i 100 e i 200 dollari nel momento in cui la domanda dovesse iniziare a crescere.

In ogni caso le attivit di ricerca, industriali e accademiche, si stanno dedicando a migliorare le tecniche di produzione del grafene cos da poter abbassare i costi nella speranza di riuscire a stimolare la domanda per il materiale che da anni ormai carico di promesse per il futuro dell'elettronica.

Attualmente il pi popolare metodo di produzione che consente di ottenere grafene di buona qualit a costi ragionevoli la deposizione chimica di vapori, dove i reagenti gassosi vanno a formare una pellicola di grafene su un substrato metallico che di norma un foglio di rame. Il rame l'elemento pi idoneo per questo scopo dal momento che il carbonio ha un basso limite di solubilit nel rame, autolimitando cos la crescita del grafene.


a-c) Immagini a microscopio ottico e successivamente elettronico della superficie ruvida di fogli di rame e di fiocchi di grafene.
d-f) Immagini a microscopio ottico e successivamente elettronico della superficie liscia di fogli di rame e di fiocchi di grafene.

La qualit della superficie dei fogli di rame un elemento chiave per le prestazioni e l'affidabilit del grafene che viene fatto crescere su di essi. Per poter ottenere pellicole di grafene di alta qualit e di ampia area necessario rimuovere attentamente impurit e difetti del foglio di rame, nonch operare un'accurata levigatura della superficie con varie tecniche. Si tratta di lavorazioni che vanno ad incrementare sensibilmente i costi di produzione del grafene.

I ricercatori dell'Universit di Glasgow hanno per individuato un metodo che permette di impiegare nel processo di deposizione chimica di vapori dei fogli di rame identici a quelli comunemente utilizzati come elettrodo negativo nelle batterie agli ioni di litio, e la cui superficie accuratamente levigata.

"Il rame commercialmente disponibile che usiamo nel nostro processo ha un prezzo di circa un dollaro per metro quadrato laddove il rame utilizzato attualmente nella produzione del grafene viene commercializzato a circa 115 dollari a parit di quantit" spiega Ravinder Dahiyam, coordinatore della ricerca. Il grafene ottenuto non solo meno costoso, ma anche di miglior qualit rispetto a quanto realizzabile con i metodi fino ad ora impiegati.

"Il nostro processo produce grafene di alta qualit a basso costo, portandoci pi vicini allla realizzazione di nuovi dispositivi elettronici affidabili per una vasta gamma di applicazioni, dalle smart cities al futuro della sanit mobile. Molte delle mie attivit di ricerca sono nel campo della pelle sintetica. Il grafene pu aiutare nella realizzazione di una superficie ultra-flessibile e conduttiva che potrebbe consentire alle persone con protesi di avvertire sensazioni tattili in un modo oggi impossibile anche con le tecnologie e gli impianti pi evoluti" ha spiegato Dahiya.

Nella pubblicazione su Nature i ricercatori dettagliano il processo e i risultati ottenuti.


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