Grafene e composti organici per l’elettronica

La Flagship Grafene mette in evidenza un articolo sulle potenzialità dei composti organici e grafene per applicazioni in elettronica, pubblicato da Vincenzo Palermo di Isof-Cnr e colleghi su Journal of Materials Chemistry C.

I ricercatori mostrano come i semiconduttori organici possono essere utilizzati per processare meglio il grafene, e mettere a punto le sue proprietà per specifiche applicazioni.

Il più noto di tutti materiali bidimensionali, il grafene, ha proprietà che lo rendono attraente per uno spettro ampio di applicazioni meccaniche, ottiche e elettroniche. Ma la produzione su scala industriale del grafene resta una sfida, e può essere difficile mettere a punto le sue proprietà adattandole alle specifiche funzioni che il materiale deve svolgere. Nel tentativo di risolvere contemporaneamente questi due problemi, la ricerca punta a studiare l’interazione del grafene con semiconduttori organici ‘ad-hoc’.

I chimici studiano da tempo le molecole organiche per applicazioni in nanotecnologia. Piccole molecole organiche possono attivare l’assemblaggio molecolare di nanomateriali di carbonio in architetture altamente ordinate come nano-fibre, cristalli e monostrati. Le catene di carbonio dei polimeri possono produrre aggregazioni disordinate su larga scala, ma le strutture lunghe e flessibili dei polimeri consentono una elevata solubilità e un efficiente trasporto di carica elettrica.

“Il grande vantaggio del grafene rispetto al silicio è che è fatto di carbonio, l’elemento alla base di tutte le sostanze organiche”

La lavorazione e la funzionalizzazione del grafene sono il tema di un articolo pubblicato sul periodico della Royal Society of Chemistry, Journal of Materials Chemistry C, a firma di tre scienziati della Flagship Grafene. La Flagship Grafene è un consorzio internazionale di partner accademici e industriali, finanziato dalla Commissione europea, dedicato al grafene e ai materiali bidimensionali.

Andrea Schlierf, Paolo Samorì e Vincenzo Palermo, illustrano e passano in esame una serie di polimeri commerciali, le cui proprietà meccaniche ed elettriche potrebbero essere migliorate con l’aggiunta di grafene. Gli autori inoltre prendono in esame il grafene come substrato per applicazioni biomediche, e l’uso di semiconduttori organici per generare una ‘band gap’ nel grafene. L’assenza di una ‘band gap’ nella forma pura di questo materiale altamente conduttivo è tra i principali ostacoli al suo sfruttamento in elettronica.

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Come affermano Palermo e i suoi co-autori nella conclusione della loro rassegna, la possibilità di combinare materiali a base di carbonio con caratteristiche molto differenti dovrebbe permettere l’integrazione di elettronica ad alta velocità, l’elettronica organica e scienza dei materiali compositi.

RIFERIMENTI

Leggi l’intero articolo divulgativo, di Francis Sedgemore (in inglese) al link:

http://graphene-flagship.eu/?news=graphene-and-organic-composites-in-electronics

L’articolo scientifico di V.Palermo et al. al link:

http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2014/TC/c3tc32153c#!divAbstract

[Immagine: rappresentazione di molecole organiche su grafene, debolmente interagenti con il materiale bidimensionale attraverso interazioni supramolecolari. Copyright © 2015 Vincenzo Palermo, ISOF-CNR]

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