Scienziati scoprono il monossido di grafene

Ancora novità nel mondo della ricerca sul grafene: gli scienziati dell'University of Wisconsin-Milwaukee hanno scoperto un nuovo materiale basato sul carbonio che potrebbe rappresentare un importante passo avanti nell'evoluzione dell'elettronica.

Sebbene la ricerca attorno al grafene si sia rivelata piuttosto vivace e prolifica nel corso degli ultimi anni, i materiali basati sul grafene che sono stati scoperti o realizzati nel contesto della ricerca sono solo di tipo conduttore o isolante. A tal proposito spiega Junhong Chen, professore di ingegneria meccanica e partecipante al progetto: "Una spinta alla ricerca sul grafene viene dalla possibilità di realizzare materiali semiconduttori che possano essere impiegati in applicazioni elettroniche. Il nostro principale contributo in questo contesto è stato possibile grazie ad una modifica chimica del grafene".

I ricercatori sono stati in grado di sintetizzare un nuovo materiale, il monossido di grafene, che ha proprietà di semiconduzione come il silicio. "Ora tutte e tre le caratteristiche della conducibilità elettrica - conduzione, isolamento e semiconduzione - sono presenti nella famiglia del carbonio mettendo a disposizione tutto quanto di necessario per l'impiego nell'elettronica" afferma il team.

Come in molte delle scoperte scientifiche avvenute nella storia, la sintetizzazione del monossido di grafene è avvenuta in maniera incidentale alla ricerca sul comportamento di un nanomateriale ibrido costituito da nanotubi di carbonio e nanoparticelle di ossido di stagno. I ricercatori hanno avuto la necessità di disporre di relativamente ampie superfici di grafene per condurre i propri esperimenti e hanno quindi pensato di ottenerla dall'ossido di grafene, un materiale facilmente ricavabile dall'ossidazione della grafite.

I ricercatori hanno quindi somministrato calore, in condizioni di vuoto atmosferico, all'ossido di grafene con lo scopo di ridurre l'ossigeno. Ma il risultato è stato inatteso: il carbonio e l'ossigeno si sono allineati in maniera ordinata, dando luogo al monossido di grafene che non esiste in natura. A differenti temperature è stato possibile realizzare quattro diverse versioni del materiale.

Il monossido di grafene sembra avere interessanti proprietà nell'impiego in applicazioni che coinvolgono i processi di catalisi di superficie. A questo proposito gli scienziati stanno ora esplorando l'impiego del monossido di grafene con l'anodo delle batterie agli ioni di litio, allo scopo di migliorarne l'efficienza.

Il prossimo passo è però quello di capire più a fondo quali siano le cause che hanno portato alla riorganizzazione del materiale e, di conseguenza, quali siano le condizioni che possono pregiudicare la formazione del monossido di grafene. Il team di ricerca osserva che il monossido di grafene è stato realizzato solamente su piccola scala a livello di laboratorio e non è possibile sapere, per ora, cosa possa accadere cercando di portare la sua produzione su più larga scala.