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Le fibre resistenti ed elastiche realizzate in ossido di grafene possono essere annodate come un filo. Crediti: gruppo Terrones/Penn State. Tutti i diritti riservati.

20 giugno 2014

Di Walt Mills

UNIVERSITY PARK, Pennsylvania – Un metodo semplice e scalabile per produrre fibre di ossido di grafene resistenti ed elastiche che possano essere facilmente fatte scorrere in filati e abbiano una resistenza che si avvicina a quella del Kevlar è possibile, secondo i ricercatori della Penn State e della Shinshu University, in Giappone.

"Abbiamo scoperto che questa fibra di ossido di grafene era molto resistente, molto migliore di altre fibre di carbonio", ha affermato Mauricio Terrones, professore di fisica, chimica e scienza e ingegneria dei materiali, Penn State. "Crediamo che le sacche d'aria all'interno della fibra le impediscano di essere fragili."

Questo metodo apre molteplici possibilità per prodotti utili, secondo Terrones e colleghi. Ad esempio, rimuovendo l’ossigeno dalla fibra di ossido di grafene si ottiene una fibra con elevata conduttività elettrica. L'aggiunta di nanotubi d'argento alla pellicola di grafene aumenterebbe la conduttività allo stesso livello del rame, il che potrebbe renderlo un sostituto molto più leggero delle linee di trasmissione in rame. I ricercatori ritengono che il materiale si presti a molti tipi di sensori altamente sensibili.

I ricercatori hanno realizzato una pellicola sottile di ossido di grafene esfoliando chimicamente la grafite in scaglie di grafene, che sono state poi miscelate con acqua e concentrate mediante centrifugazione in un impasto denso. L'impasto liquido veniva quindi distribuito mediante rivestimento a barra, qualcosa di simile a una spatola, su un grande piatto. Quando l'impasto si asciuga, diventa una pellicola trasparente di ampia superficie che può essere rimossa con cura senza strapparsi. Il film viene poi tagliato in sottili strisce e avvolto su se stesso con uno scrollatore automatico della fibra, ottenendo una fibra che può essere annodata e allungata senza rompersi. I ricercatori hanno riportato i loro risultati in un recente numero di ACSNano.

"L'importante è che possiamo realizzare quasi tutti i materiali e questo potrebbe aprire molte strade: è un materiale leggero con proprietà multifunzionali", ha affermato Terrones. E l'ingrediente principale, la grafite, viene estratto e venduto a tonnellate."

La Penn State e la Shinshu University hanno richiesto un brevetto congiunto sul processo.

I ricercatori hanno ricevuto il sostegno del Research Center for Exotic Nanocarbons, Giappone, e del Center for Nanoscale Science, Penn State.

Walt Mills

Andrea Elyse Messer

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