Il grafene è un materiale eccezionale, con proprietà incredibili, tuttavia non è facile da processare e funzionalizzare. Il legame covalente di molecole al reticolo cristallino del grafene, ad esempio per doparlo o per renderlo più solubile, richiede solitamente sostanze chimiche aggressive e lunghi tempi di reazione.
I ricercatori dell’Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività del Cnr (ISOF-Cnr) hanno messo a punto una nuova tecnica che favorisce la funzionalizzazione controllata di singoli strati di grafene. La tecnica è molto versatile e si applica a grafene di alta qualità ottenuto per Chemical Vapour Deposition e depositato su diversi materiali come il silicio, il quarzo o la plastica.
“La strategia di funzionalizzazione sfrutta una combinazione di chimica covalente e chimica non covalente, e può essere eseguita in pochi secondi utilizzando gli strumenti disponibili in qualsiasi laboratorio di ricerca standard” spiega Emanuele Treossi di ISOF-Cnr tra gli autori dello studio. “Si tratta di un metodo altamente versatile, adatto a molti tipi di substrati, che apre la strada a una modo semplice e ben controllato per funzionalizzare un materiale tecnologicamente importante ma poco reattivo come il grafene”.
Il risultato nasce dalla collaborazione del gruppo Nanochemistry di ISOF-Cnr con le Università di Strasburgo e di Pavia e l’Istituto Max Planck di Mainz, nell’ambito dei progetti Graphene Flagship e Upgrade, ed è pubblicato sulla rivista ACSNano.
Schema del metodo messo a punto dai ricercatori: 1 auto-assemblaggio (self-assembly) per ottenere un monostrato ordinato di molecole su grafene; 2. trasferimento del campione in acqua per fissare la morfologia; 3 funzionalizzazione elettrochimica
Riferimenti: Electrochemical Functionalization of Graphene at the Nanoscale with Self-Assembling Diazonium Salts, Zhenyuan Xia, Francesca Leonardi, Marco Gobbi, Yi Liu, Vittorio Bellani, Andrea Liscio, Alessandro Kovtun, Rongjin Li, Xinliang Feng, Emanuele Orgiu, Paolo Samorì, Emanuele Treossi, Vincenzo Palermo, ACS Nano, DOI: 10.1021/acsnano.6b03278, Publication Date (Web): June 14, 2016
[Immagine: Copyright © Emanuele Treossi, ISOF-Cnr Bologna]