Il grafene è un materiale bidimensionale.
È costituito da un singolo strato di atomi di carbonio disposti in un reticolo esagonale.
Questa struttura conferisce al grafene proprietà uniche.
Queste proprietà includono un'elevata conducibilità elettrica e termica, flessibilità e trasparenza ottica.
4 informazioni chiave sulla struttura dimensionale del grafene
1. Struttura bidimensionale
Il grafene è un materiale a singolo strato atomico.
Il suo spessore è di soli 0,34 nm.
Gli atomi di carbonio sono strettamente impacchettati in un reticolo a nido d'ape.
La distanza interatomica è di 1,42 Å.
Questa disposizione bidimensionale è la ragione fondamentale delle eccezionali proprietà del grafene.
2. Proprietà uniche
La struttura bidimensionale del grafene gli consente di avere una superficie specifica teorica significativa (2630 m²/g).
Ha un'altissima mobilità degli elettroni (~2 × 10⁵ cm²/Vs).
Il modulo di Young è elevato, pari a 1 TPa.
La conducibilità termica è eccezionale, compresa tra 3500 e 5000 W/mK.
Anche la conducibilità elettrica è notevole, con una densità di corrente critica di 10⁸ A/cm².
3. Applicazioni
Le proprietà uniche del grafene lo rendono adatto a diverse applicazioni.
Tra queste, l'elettronica, i compositi, le membrane e le tecnologie di prossima generazione per le energie rinnovabili (ad esempio, le celle solari).
Tuttavia, la produzione di massa di grafene di alta qualità, con pochi o nessun contaminante o difetto e grani di grandi dimensioni a un costo ragionevolmente basso, rimane una sfida.
4. Metodi di produzione
Sono stati sviluppati diversi metodi per la produzione di grafene.
Questi includono l'esfoliazione meccanica, l'esfoliazione in fase liquida, la sublimazione del carburo di silicio (SiC) e la deposizione chimica da vapore (CVD).
Il grafene CVD si riferisce al grafene prodotto con il metodo CVD, che lo differenzia da altre forme di grafene.
La CVD è un metodo efficace per ottenere grafene di qualità.
Tuttavia, può determinare un'elevata resistenza del foglio, che influisce sulle prestazioni dei dispositivi elettronici organici che utilizzano elettrodi trasparenti a base di grafene.
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