Il grafene è un materiale costituito da uno strato monoatomico di atomi di carbonio, aggregati in una struttura esagonale, bidimensionale. La sua natura unica rende il grafene il materiale più sottile e resistente mai creato. Il grafene costituisce la base strutturale di altre forme di carbonio come la grafite, il carbone e il diamante. Ad esempio, diversi strati di grafene formano la grafite. 
Il formidabile potenziale del grafene, con la resistenza teorica del diamante e la flessibilità della plastica. trova applicazioni potenziali in diversi campi: l’elettronica, i materiali compositi, le batterie e anche il drug delivery.
Il metodo di produzione influenza drasticamente la qualità del grafene: come misurare, validare la qualità della materia prima e dei prodotti finiti? I produttori di grafene hanno bisogno di processi riproducibili e di un feedback rapido e affidabile sulla struttura del materiale prodotto.
In Alfatestlab abbiamo a disposizione varie tecniche che hanno dimostrato la loro efficacia nella produzione e caratterizzazione del grafene e dei prodotti a base di grafene:
- Il grafene viene prodotto attraverso un processo di esfoliazione della grafite. I processi di esfoliazione più efficienti oggi sono quelli in fase liquida in cui la grafite sospesa in un opportuno disperdente viene sottoposta a processi che generino elevatissime forze di taglio. Gli omogeneizzatori ad alta pressione della Microfluidics sviluppano le forze di taglio più elevate del mercato e garantiscono lo scale-up da qualche millilitro in laboratorio a tonnellate in produzione.
- La microscopia elettronica a scansione (SEM) con analisi EDX permette di fornire immagini ad alta definizione e di mostrare la struttura planare del materiale e l’effettiva esfoliazione del materiale, mentre l’analisi chimica consente un’analisi precisa della composizione del materiali
- L’aria superficiale BET di catalizzatori a base di grafene costituisce un parametro cruciale per l’efficienza della catalisi, ed è una proprietà fondamentale dei materiali a base di grafene in generale. L’analisi dei cicli di assorbimento-desorbimento in azoto a 77K fornisce un dato affidabile dell’aria superficiale e un’informazione utile alla determinazione del numero di strati. Dai calcoli teorici la superficie massima di un monostrato di grafene è di 2630 m2 per grammo di materiale! A causa dell’agglomerazione e della sovrapposizione casuali di fogli di grafene esfoliati, nell’applicazione pratica, le aree effettive dei materiali a base di grafene sono generalmente molto più basse.
Siamo a disposizione per discutere delle vostre necessità analitiche, visitate il nostro sito per scoprire l’intero set analitico di Alfatestlab per analisi granulometrica, morfologica, termica, e molto altro.
Fonti
https://www.thermofisher.com/blog/materials/lets-look-at-graphene/
https://it.wikipedia.org/wiki/Grafene
https://www.researchgate.net/publication/317589699_Characterization_techniques_for_graphenebased_materials_in_catlysis
[1] Panagiotis G. Karagiannidis, et. al. “Microfluidization of Graphite and Formulation of Graphene-Based Conductive Inks” ACS Nano. January 19, 2017. www.acsnano.org
