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

Area tematica

Scienze chimiche e tecnologie dei materiali

Area progettuale

Struttura responsabile del progetto di ricerca

Istituto per i Polimeri, Compositi e Biomateriali (IPCB)

Responsabile di progetto

MARIO MONTANINO
Telefono: 3667791959
E-mail: 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.

Obiettivi

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.

Data inizio attività

12/03/2019

Parole chiave

Nanomateriali, Grafene, Compositi Avanzati

Ultimo aggiornamento: 31/07/2025