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Rimuovere i difetti dal grafene

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Il grafene promette di essere il protagonista della prossima rivoluzione nella scienza dei materiali. Questi fogli ultrasottili, infatti, hanno un grande potenziale per una varietà di applicazioni in particolare nella sostituzione dei semiconduttori come il silicio nei pannelli fotovoltaici o nei chip di computer.

Ma nonostante le prospettive ancora sul grafene c’è tanto da scoprire, come sostiene Vivek Shenoy, professore di ingegneria presso la Brown University. "Quanto più siamo in grado di comprendere le sue proprietà, tanto più ci sanno aperte le possibilità per una nuova era della tecnologia ".

Il team del prof Shenoy ha studiato le configurazioni atomiche che creano imperfezioni nel reticolo di atomi di carbonio nel processo di produzione del materiale denominato riduzione ossido-grafene. A partire dalle informazioni che hanno ricavato, i ricercatori propongono una metodica che prevede l’applicazione di idrogeno, invece del calore, per rimuovere le impurità. Lo studio è stato pubblicato su Nature Chemistry.

Le impurità costituite da atomi di ossigeno o di idrogeno occupano il posto di atomi di carbonio. Grazie all’applicazione del calore, è possibile che alcuni atomi di ossigeno si leghino a quelli di idrogeno e possano essere rimossi dall’acqua. Ma alcuni atomi di ossigeno sono molto più resistenti.

I ricercatori hanno utilizzato simulazioni di dinamica molecolare per osservare la configurazione del reticolo di grafene e per cercare di comprendere perché alcuni atomi di ossigeno rimangano nella struttura. Si è così trovato che tali atomi hanno formato doppi legami con gli atomi di carbonio, realizzando così una configurazione particolarmente stabile. Una tecnica promettente che consiste nell’introdurre idrogeno dove gli atomi di ossigeno sono legati agli atomi di carbonio: ossigeno e idrogeno possono cosi formare un ossidrilico che può essere allontanato.

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