Pellicole di grafene con prestazioni vicine ai limiti teorici, capaci di unire resistenza meccanica e conduttività elettrica eccezionali, sono state realizzate grazie a una tecnica di produzione che ne accelera la crescita di oltre venti volte rispetto ai metodi tradizionali. La ricerca è stata condotta all’Istituto di Scienza di Base in Corea del Sud sotto la guida di Rodney Ruoff e pubblicata su Nature Communications. Ma facciamo un passo indietro e spieghiamo lì'importanza di questo materiale.
Fin dalla sua scoperta nel 2004, il grafene — un singolo strato di atomi di carbonio disposti in un reticolo esagonale — è stato considerato un materiale straordinario, con potenzialità in grado di trasformare numerosi settori tecnologici. Tuttavia, produrlo in grandi quantità e senza imperfezioni si è rivelato un ostacolo persistente. Il nuovo metodo coreano potrebbe essere davvero promettente: sfrutta un substrato poroso simile a una spugna, sul quale il grafene cresce in modo uniforme per poi essere separato facilmente, evitando difetti e pieghe comuni in altre tecniche.
Questa precisione consente di ottenere valori di conducibilità elettrica e termica molto vicini a quelli teoricamente massimi per il materiale, fattore primario per l’impiego in componenti elettronici ad alte prestazioni. La velocità di produzione, quantificabile in 6,2 strati al secondo, rende inoltre il processo compatibile con una scala industriale, riducendo tempi e costi di lavorazione.
Yongqiang Meng, coautore dello studio, ha sottolineato come la possibilità di pre-modellare le lamine metalliche utilizzate nella fase iniziale permetta di adattare il grafene a forme complesse, aprendo la strada a dispositivi personalizzati. Si parla a conti fatti di una flessibilità progettuale particolarmente interessante per la produzione di chip destinati ai data center, quelli al centro dell'attenzione in questo periodo, poiché gestiscono le pesantissime applicazioni di intelligenza artificiale che usiamo ogno giorno. In questo caso, l’efficienza termica e la miniaturizzazione sono essenziali.
Oltre all’elettronica, il materiale potrebbe migliorare le prestazioni delle batterie, grazie alla sua elevata conduttività che ridurrebbe i tempi di ricarica e aumenterebbe la durata dei cicli. L’uso come rivestimento per dissipare calore troverebbe applicazioni anche nell’industria automobilistica elettrica e nei dispositivi mobili di nuova generazione. Il prossimo obiettivo sarà verificare la scalabilità del metodo oltre i test iniziali e integrare il materiale in linee di produzione esistenti, garantendo standard qualitativi costanti.
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