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Grafene: sempre più imprevedibili le immense capacità del materiale

Ricercatori del Regno Unito hanno scoperto una caratteristica imprevista del grafene dimostrando un metodo che usa il grafene come mattone per creare nuove strutture cristalline tridimensionali (3D) che non sono confinate da ciò che la natura può produrre. 

Descritto sulla rivista Nature Materials, il loro metodo comporta il posizionamento di lamine di grafene tra strati isolanti per produrre dispositivi elettrici con nuove proprietà uniche. 

Si spera che questo metodo aprirà una dimensione tutta nuova alla ricerca nel campo della fisica.

Il grafene è un materiale a 2D che consiste in un singolo strato di atomi di carbonio sistemati su una struttura a nido d’ape o a rete metallica. È il materiale più sottile del mondo ma è anche uno dei più resistenti. Conduce l’elettricità in modo altrettanto efficiente del rame e supera qualsiasi altro materiale in quanto conduttore di calore.

Gli scienziati hanno dimostrato che una nuova tecnica di imaging laterale può essere usata per visualizzare i singoli strati atomici di grafene all’interno dei dispositivi che hanno costruito. Hanno scoperto che le strutture erano quasi perfette anche quando si usavano più di 10 strati diversi per costruirle.

Questo sviluppo dimostra ulteriormente l’idoneità del grafene come componente principale per i chip dei computer di prossima generazione.

Il metodo di imaging laterale usato dai ricercatori funziona estraendo prima una sottile fetta dal centro del dispositivo. Il team dice che è un procedimento paragonabile a tagliare una roccia per rivelare gli strati geologici o affettare una torta al cioccolato per rivelare i singoli strati di glassa.

Gli scienziati hanno usato un raggio di ioni per tagliare la superficie del grafene e scavare un solco su ognuno dei lati della sezione che desideravano isolare. Hanno poi rimosso una fetta sottile del dispositivo.

L’autore principale dello studio, la dott.ssa Sarah Haigh, dell’Università di Manchester, commenta: “Le nostre fette sono spesse appena 100 atomi circa e questo ci permette di visualizzare i singoli strati atomici di grafene in proiezione.

“Abbiamo scoperto che la ruvidezza del grafene osservata è correlata alla sua conduttività. Certo dobbiamo fare tutte le misurazioni elettriche prima di tagliare il dispositivo. Siamo stati anche in grado di osservare che gli strati erano perfettamente puliti e che i detriti lasciati dalla produzione erano segregati in sacche isolate e non influenzavano le prestazioni del dispositivo. Abbiamo in programma di usare questo nuovo metodo di imaging laterale per migliorare il rendimento dei nostri dispositivi di grafene.”

Due dei ricercatori dello studio, Andre Geim e Konstantin Novoselov, entrambi dell’Università di Manchester, hanno ricevuto il Premio Nobel per la Fisica nel 2010 per i loro “esperimenti rivoluzionari riguardo il materiale bidimensionale grafene”.

Per maggiori informazioni, visitare:

Università di Manchester:
http://www.manchester.ac.uk/

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