Un team internazionale di ricercatori, coordinato dall’Istituto Officina dei Materiali del CNR (Cnr-Iom) in collaborazione con le Università di Trieste, Milano-Bicocca e Vienna, ha sviluppato un metodo rivoluzionario per creare materiali innovativi che combinano la versatilità del grafene con le proprietà eccezionali di atomi metallici.
Pubblicata sulla prestigiosa rivista Science Advances, questa scoperta apre nuove prospettive in settori chiave come la catalisi, la spintronica e i dispositivi elettronici.
Uno strato di grafene che incorpora singoli atomi di metallo viene staccato dalla superficie di nichel su cui è prodotto per poterlo utilizzare in veri dispositivi (credits: Valeria Chesnyak, Irene Modolo).
Un nuovo approccio per materiali d’avanguardia
Il cuore della ricerca risiede in una tecnica innovativa che permette di incorporare atomi metallici, come il cobalto, direttamente nella struttura del grafene.
Questo processo avviene durante la formazione del grafene su una superficie di nichel, consentendo il deposito controllato degli atomi metallici. Alcuni di questi atomi vengono intrappolati nella rete di carbonio, generando un materiale che unisce robustezza, reattività e stabilità, caratteristiche fondamentali per le sue applicazioni.
Cristina Africh, ricercatrice del Cnr-Iom e responsabile del progetto, ha sottolineato l’importanza di questa scoperta: “È un risultato preliminare ma molto promettente, nato da un’idea originale che inizialmente sembrava irrealizzabile.”
Singoli atomi di cobalto e di nichel intrappolati in una rete di grafene (credits: Valeria Chesnyak, Irene Modolo)
Applicazioni versatili e potenziale innovativo
Una delle caratteristiche più interessanti del materiale è la sua capacità di essere staccato dal substrato senza alterarne la struttura, rendendolo facilmente adattabile a diverse applicazioni.
Cristiana Di Valentin, professoressa di Chimica generale e inorganica all’Università di Milano-Bicocca, ha evidenziato come il metodo possa essere esteso ad altri metalli, ampliando ulteriormente le possibili applicazioni: “Abbiamo sperimentato il nichel e il cobalto, ma i nostri calcoli suggeriscono che la metodologia è versatile e adattabile ad altre combinazioni metalliche.”
Stabilità in condizioni critiche
Il nuovo materiale ha dimostrato un’elevata stabilità anche in ambienti estremi, come quelli elettrochimici utilizzati nelle celle a combustibile e nelle batterie.
Jani Kotakoski dell’Università di Vienna ha spiegato: “Questa resistenza in condizioni critiche ne rafforza il potenziale per applicazioni industriali e tecnologiche.”
Collaborazione internazionale e approccio multidisciplinare
Il progetto, frutto di una stretta collaborazione tra istituzioni internazionali, ha beneficiato di competenze interdisciplinari.
Giovanni Comelli dell’Università di Trieste ha sottolineato l’importanza del lavoro di squadra: “Questo approccio semplice e potente dimostra quanto sia fondamentale integrare competenze diverse per raggiungere risultati di alto livello.”
Grazie a questo studio, il grafene continua a rivelarsi un materiale chiave per il futuro, aprendo la strada a tecnologie sempre più avanzate e sostenibili.
