Lo studio, pubblicato sulla prestigiosa rivista Science Advances, presenta un metodo semplice e innovativo per realizzare nuovi materiali che associano le straordinarie proprietà manifestate da singoli atomi metallici con la robustezza, flessibilità e versatilità del grafene.

Il grafene è un materiale costituito da una rete bidimensionale di carbonio scoperto nel 2004 che ha avuto un enorme impatto sulla comunità scientifica, portando già nel 2010 all’assegnazione del Premio Nobel per la Fisica ai suoi scopritori.

Il metodo proposto consiste nel depositare in modo controllato atomi metallici, come il cobalto, durante la formazione dello strato di grafene su una superficie di nichel. Alcuni di questi atomi vengono incorporati nella rete di carbonio del grafene, creando un materiale con proprietà eccezionali di robustezza, reattività e stabilità anche in condizioni critiche.

Il nuovo materiale può essere staccato dal substrato mantenendo la sua struttura originale ed è quindi potenzialmente utilizzabile in applicazioni nell’ambito della catalisi, della spintronica e dei dispositivi elettronici.

Il lavoro presentato è frutto di una collaborazione internazionale tra ricercatori del CNR - Istituto Officina dei Materiali, dell’Università di Trieste, dell’Università Milano Bicocca e dell’Università di Vienna.

Afferma Giovanni Comelli, UniTS: “L’apporto di competenze diverse e complementari è stato decisivo per dimostrare l’efficacia di questo approccio, semplice e potente al tempo stesso.”

Cristina Africh (CNR-IOM): “È un risultato ancora preliminare, ma già molto promettente, frutto di un’idea originale nata nel nostro laboratorio che all’inizio sembrava irrealizzabile.”

Cristiana Di Valentin (Università Di Milano Bicocca): “Abbiamo applicato questo metodo per intrappolare atomi di nichel e cobalto, ma i nostri calcoli dicono che l’uso si potrà estendere ad altri metalli per applicazioni diverse.”

Conclude Jani Kotakoski (Università di Vienna): “Abbiamo dimostrato che questo materiale sopravvive anche a condizioni critiche, inclusi gli ambienti elettrochimici utilizzati per le applicazioni in celle a combustibile e batterie.”

Articolo pubblicato articolo

V. Chesnyak, D. Perilli, M. Panighel, A. Namar, A. Markevich, T. An Bui, A. Ugolotti, A. Farooq, M. Stredansky, C. Kofler, C. Cepek, G. Comelli, J. Kotakoski, C. Di Valentin, C. Africh. Scalable bottom-up synthesis of Co-Ni–doped graphene. Science Advances vol, issue (2024). DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.ado8956