Grafene: materiale speciale per resistenza
Il grafene, noto per la sua incredibile resistenza – cento volte superiore a quella dell’acciaio – e per le sue qualità di conduttore di calore ed elettricità, è stato oggetto di numerosi studi da quando è stato scoperto. Tuttavia, finora, le misurazioni della sua resistenza alla frattura erano limitate da difficoltà tecniche, dovute alla dimensione nanoscopica dei campioni utilizzati per le sperimentazioni.
Nel progetto europeo “Graphene Flagship”, a cui partecipa anche l’Università di Trento con Nicola Pugno, docente di Scienza delle Costruzioni, i ricercatori hanno fatto un passo avanti importante. Per la prima volta, sono stati testati fogli di grafene di dimensioni superiori, fino a qualche centinaio di micrometri, ossia quasi mezzo millimetro, e osservabili a occhio nudo.
Nuove misurazioni confermano la robustezza del materiale
Questi test hanno rivelato che, sebbene il grafene sia noto per la sua robustezza, la sua resistenza effettiva è significativamente influenzata dalla presenza di difetti. I risultati mostrano che anche piccole imperfezioni, come un difetto di appena un nanometro e mezzo, possono ridurre la resistenza del materiale fino al 50%. Questo dato conferma le teorie precedentemente calcolate da Pugno, che aveva predetto una diminuzione della resistenza in presenza di difetti.
Lo studio ha utilizzato un approccio innovativo, la meccanica della frattura, per misurare in dettaglio la resistenza e la tenacità del grafene. Grazie all’uso di chip microscopici brevettati, sono stati condotti simultaneamente centinaia di esperimenti su campioni spessi quanto un atomo, sia in presenza che in assenza di fessure.
Grafene: materiale per la meccanica, l’ingegneria e la sensoristica
Nicola Pugno sottolinea che i risultati dimostrano che la resistenza del grafene reale deve essere considerata circa la metà di quella ideale, tenendo conto dei difetti inevitabili. Questo studio, pubblicato sulla rivista ‘Nature Communications’, non solo conferma teorie precedenti ma apre anche a nuove applicazioni nel campo della meccanica, dell’ingegneria e della sensoristica, dove sono richiesti materiali ad altissima resistenza.
Il grafene, con le sue straordinarie proprietà, continua dunque a rappresentare una promessa per molteplici settori, mentre i ricercatori proseguono nel perfezionamento della nostra comprensione di questo materiale rivoluzionario.
