Produrre grafene utilizzando la stampa 3D

Dalla collaborazione fra ricercatori in nanotecnologie della Rice University di Houston e della cinese Tianjin University è nato un sistema per la stampa 3D di oggetti in grafene grandi circa un centimetro.

Si tratta, secondo i ricercatori, di un nuovo approccio che potrebbe portare alla produzione di quantità del cosiddetto "wonder material" grezzo tali da rivestire un interesse per le applicazioni industriali.

Il grafene è probabilmente uno dei nanomateriali più studiati di questi ultimi anni. Si tratta in sintesi di carbonio puro strutturato in “fogli” bidimensionali che risultano estremamente resistenti e ad alta conduttività.

È potenzialmente utile per molte applicazioni ma dal punto di vista industriale è poco gestibile: nei processi produttivi serve grafene strutturato in forma tridimensionale e questo è difficile da realizzare.

I ricercatori della Rice University avevano già sviluppato un sistema per realizzare grafene utilizzabile, ma era un sistema troppo complicato.

Richiedeva infatti uno stampo preparato in precedenza e un processo a deposizione che operava a circa mille gradi e durava quasi tre ore. I

l risultato era una “schiuma” di grafene che era poi rinforzata con nanotubi in carbonio.

Il nuovo processo ideato dai ricercatori americani con quelli della Tianjin University parte dagli stessi componenti base (zucchero in polvere e nichel) ma è molto più semplice e utilizza una comune stampante 3D a sinterizzazione laser.

Il laser riscalda lo zucchero e la polvere di nichel: il primo si decompone in carbonio e il secondo fa da catalizzatore. Il risultato, quando il materiale si raffredda, è grafene in forma tridimensionale: una “schiuma” porosa.

Questo nuovo sistema di produzione mette al cospetto dell'industria diversi vantaggi: opera a temperatura ambiente, è veloce e per la realizzazione di oggetti non richiede l'utilizzo di stampi.

La composizione delle polveri può anche essere variata in modo da ottenere specifici tipi di grafene, ad esempio “drogato” con azoto o zolfo.

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