Studio di nanomateriali a base grafene per applicazioni in materiali compositi e avanzati. (DCM.AD006.342)

Thematic area

Chemical sciences and materials technology

Project area

Structure responsible for the research project

Institute of Polymers, Composites and Biomaterials (IPCB)

Project manager

MARIO MONTANINO
Phone number: 3667791959
Email: mario.montanino@cnr.it

Abstract

Si parte dall'esfoliazione della grafite tramite il metodo "Scotch tape" per isolare fogli di grafene a singolo strato. L'effetto di questa scoperta ( Konstantin Novoselov e Andre Geim l Premi Nobel per la Fisica in seguito agli "esperimenti pionieristici riguardanti il materiale bidimensionale detto grafene ) è stato infatti sorprendente in quanto, in precedenza, era stata teoricamente predetta l'impossibilità di isolare nanomateriali bidimensionali di questo tipo, a causa della loro presunta instabilità termica una volta separati da specie tridimensionali. Il grafene è di fatto il materiale più sottile e resistente riportato finora, considerando singoli fogli, ed esibisce proprietà molto interessanti quali conducibilità elettriche e termiche elevate e resistenza meccanica cento volte superiore a quella dell'acciaio. La causa principale della sua stabilità sembra sia da ricercarsi nel fatto che il gran numero di legami carboniocarbonio in ibridazione sp2 che ne costituiscono l'ossatura sono così corti e forti che prevengono qualunque fluttuazione termica dal destabilizzarlo.

Goals

Il grafene è attualmente considerato un "materiale abilitante chiave" ("key enabling material") del ventunesimo secolo e ci sono altissime aspettative per il suo potenziale utilizzo in molti campi. Nell'ambito di questa attività si è ritenuto opportuno individuare tre parametri fisico-chimici per su cui basare la classificazione dei GBM (Materiali a Base Grafenica). La griglia di classificazione dei diversi tipi di grafene sulla base delle tre principali proprietà dei GBM: le dimensioni laterali medie (average lateral dimension), il numero di strati sovrapposti (number of layers) ed il rapporto carbonio/ossigeno (C/O ratio).
Le potenzialità di impiego del grafene in ambito industriale provengono da considerazioni morfologiche sui singoli oggetti grafenici e corrispondono rispettivamente alle dimensioni laterali medie e al numero di strati sovrapposti; la terza considera invece il rapporto carbonio/ossigeno (C/O) nel materiale, che è poi anche correlabile in qualche modo alla quantità di difetti presenti nel tipo di GBM in esame.

Start date of activity

12/03/2019

Keywords

Nanomateriali, Grafene, Compositi Avanzati

Last update: 03/08/2025