Il grafene è attualmente uno dei materiali più studiati sia dal mondo scientifico che da quello industriale.
Il grafene, già definito “Il materiale delle meraviglie”, è valso il Premio Nobel per la Fisica 2010 ai suoi scopritori: Kostya Novoselov e Andre Geim, ricercatori dell’Università di Manchester.
La sua struttura come si vede nella foto è costituita da una rete di esagoni di atomi di carbonio che costituiscono fogli microscopici con uno spessore di un singolo atomo (di carbonio naturalmente) e una dimensione laterale di decine di micron.
Fin dalla sua scoperta nel 2004 il grafene ha dimostrato delle proprietà eccellenti e uniche infatti è considerato uno dei materiali più promettenti del futuro.
Questo materiale bidimensionale è infatti ultrasottile, flessibile, trasparente, ha un'alta mobilità di carica elettrica (15000 cm2V-1s-1 rispetto al 1400 cm2V-1s-1 di silicio), elevata resistenza meccanica (modulo di Young del 1000 GPa rispetto a 200 GPa di acciaio), alta conducibilità termica (5000 Wm-1K-1 rispetto a 400 Wm-1K-1 di rame) ed elevata superficie (massimo teorico di di 2600 m2/g).
Il laboratorio PLASTANALISI si è inserito, come unità di supporto e affiancato alle attività della ditta NEVICOLOR SPA ( www.nevicolor.it ), in un progetto di scaling-up di materiali compositi a base di grafene con obiettivo di formulare polimeri nanocompositi ad altissime prestazioni per articoli tecnici e meccanici prodotti tramite stampaggio ad iniezione.
Il Progetto 1° classificato: "Studio di processi di funzionalizzazione del Graphene come materiale abilitante per applicazioni meccaniche", vede coinvolto oltre alla ditta NEVICOLOR anche altre due PMI ad alta specializzazione (GHEPI e PENTACHEM) ed un centro di ricerca all'avanguardia come ISOF-CNR e Laboratorio Mist ER.
La ditta Nevicolor affiancata dal laboratorio Plastanalisi è stata in grado di produrre Masterbatch contenenti grafene, indagarne le caratteristiche fisico-meccaniche e confrontarle con i materiali a base grafene già presenti in commercio.
Il laboratorio PLASTANALISI grazie all' utilizzo dell’estrusore bivite corotante ha potuto realizzare una serie di prove di estrusione su scala medio-piccola del materiale polimerico, per verificare la processabilità.
Sono state realizzate diverse campionature (10-50 Kg) con diverse percentuali di grafene all’ interno di diverse basi polimeriche al fine di indagare le caratteristiche apportate al compound polimerico da tale additivo.
Ottenuto il materiale questo è stato caratterizzato grazie alla strumentazione disponibile presso il laboratorio, sono stati esguiti i seguenti test:
• Meccanici: Trazione(ISO 527), Flessione(ISO 178), Izod (ISO 180);
• Termici: Vicat(ISO 306), HDT (ISO 75);
• Infiammabilità UL94;
• Densità (ISO 1183);
• Durezza(ISO868);
Le prove condotte hanno mostrato buoni risultati e aprono la starda ad attività e collaborazioni future.
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