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Un team internazionale di scienziati rivoluziona la scienza dei materiali integrando atomi metallici nel grafene. Questo nuovo approccio potrebbe trasformare settori cruciali come la catalisi, la spintronica e i dispositivi elettronici grazie alla sua versatilità e resistenza senza precedenti.
Un importante passo avanti nel campo della scienza dei materiali è stato compiuto grazie a una collaborazione tra l’Istituto Officina dei Materiali del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr-Iom) e le università di Trieste, Milano-Bicocca e Vienna. Il progetto ha portato alla scoperta di un metodo innovativo per combinare la versatilità del grafene con la robustezza degli atomi metallici, dando origine a un materiale unico per proprietà e applicazioni. Pubblicata sulla rivista Science Advances, questa ricerca apre le porte a possibili applicazioni in campi avanzati come la catalisi chimica, la spintronica e la tecnologia dei dispositivi elettronici. Il metodo ideato dai ricercatori consiste nell’integrare atomi di metallo, come il cobalto, all’interno della struttura del grafene, unendo la flessibilità del materiale bidimensionale alla stabilità dei metalli.
Scoperta italiana e potenziale internazionale per la spintronica
Nel corso della sperimentazione, il team di ricerca ha messo a punto una tecnica precisa per depositare atomi metallici, come il cobalto, su un sottile strato di grafene posto sopra una base di nichel. Grazie a questo processo, singoli atomi metallici restano incastonati nella struttura di carbonio del grafene, risultando in un materiale che vanta eccezionali proprietà di stabilità e reattività. L’idea, concepita nei laboratori del Cnr-Iom a Trieste, inizialmente sembrava irrealizzabile, ma, attraverso un rigoroso lavoro di squadra, ha preso forma con risultati straordinari. Cristina Africh, ricercatrice presso il Cnr-Iom e responsabile del progetto, ha sottolineato come il materiale possa essere rimosso dal supporto mantenendo la sua struttura. Questa caratteristica lo rende idoneo per applicazioni complesse e lo distingue come materiale di frontiera. L’Università di Trieste, partner nella ricerca, ha confermato la validità del metodo come una soluzione semplice e potente per realizzare materiali avanzati.
L’influenza dei metalli di transizione sulla stabilità del grafene
Uno degli aspetti più affascinanti della ricerca è la possibilità di estendere questa metodologia ad altri metalli di transizione, come evidenziato da Cristiana Di Valentin, docente di chimica generale e inorganica presso l’Università di Milano-Bicocca. Grazie ai calcoli teorici e alle simulazioni, è emerso che l’impiego di ulteriori metalli potrà ampliare il ventaglio di applicazioni del materiale, che ha già dimostrato di essere stabile anche in condizioni estreme. Jani Kotakoski, professore presso l’Università di Vienna, ha sottolineato come questo nuovo materiale riesca a resistere anche agli ambienti elettrochimici, utilizzati nelle celle a combustibile e nelle batterie, dimostrando un’eccezionale resistenza a fattori che in genere compromettono le prestazioni di altri materiali.
Collaborazione internazionale e prospettive future del grafene
La ricerca rappresenta una delle più recenti manifestazioni della sinergia tra istituzioni scientifiche europee, la quale ha permesso l’integrazione di competenze diversificate per affrontare sfide complesse. Giovanni Comelli, professore all’Università di Trieste, ha messo in evidenza l’importanza di unire forze e conoscenze provenienti da ambiti differenti per ottenere materiali altamente performanti e stabili. La collaborazione tra scienziati italiani, austriaci e internazionali rappresenta non solo un progresso tecnico, ma anche un esempio concreto dei benefici che la cooperazione scientifica internazionale può offrire al mondo della ricerca e dell’industria. La scoperta potrebbe generare importanti ricadute tecnologiche in ambiti come la progettazione di dispositivi elettronici avanzati e la produzione di energia sostenibile.
