Raccolta di Tecnologie e competenze ENEA
Coating protettivi e schermanti a base grafene
Si tratta di compositi polieterimmide/ossido di grafene (PEI/GO) di facile applicazione sulle superfici. Il PEI è un polimero ad alte prestazioni: elevata temperatura di esercizio continuo, ottima stabilità dimensionale e resistenza all'idrolisi, buona resistenza alle radiazioni e a agenti caustici/acidi, proprietà ritardanti di fiamma con bassa emissione di fumi tossici. Il GO è una flake di grafene con gruppi funzionali contenenti ossigeno. L'integrazione del GO nella matrice di PEI porta a migliorare sia le proprietà termiche e meccaniche che di resistenza in ambiente ostile.
LIG from polyimide: Raman confocal spectral and confocal laser scanning mcroscope imaging
Settori applicativi
Problema da risolvere
Le proprietà meccaniche, termiche ed elettriche del grafene sono straordinarie (tra cui elevata resistenza meccanica, conducibilità termica ed elettrica, leggerezza, ecc). Attualmente la maggior parte delle applicazioni utilizzano il grafene in forma di fogli (flake) come additivo di polimeri tecnologici per migliorarne le proprietà. È possibile depositare grafene mono-layer mediante ad alta temperatura su substrati metallici, da cui viene trasferito su substrati opportuni; è possibile produrre fogli di dimensioni micrometriche di grafene mediante esfoliazione della grafite da poter inglobare in matrici polimeriche; è possibile produrre grafene mediante scrittura diretta con laser su polimeri a base esagonale (per es. Kapton). Metodologie di sintesi attualmente i(n studio: 1) Compositi Polietileneimmina (PEI)-Ossido di grafene (GO), ad alta densità di GO (GO>=30 wt%) 2) Laser induced graphene LIG (grafene da scrittura laser) a partire da PEI o Kapton di alta qualità.
Descrizione
Le metodologie di sintesi del grafene proposte sono studiate per renderle versatili alle diverse applicazioni dei coating a base grafene. Il controllo dei parametri di sintesi utilizzati permette l'ottimizzazione delle proprietà desiderate dei coating a base grafene. Per ottenere coating con proprietà più simili possibile a quelle del grafene prodotto per CVD, il nostro approccio consiste nel caricare una matrice polimerica con una percentuale elevata di grafene/ossido di grafene. Nel caso di realizzazione di coating antibatterici è molto importante, per esempio, poter controllare la rugosità della superficie legata alle proprietà antibatteriche, controllando l'orientamento delle flake di ossido di grafene nella matrice polimerica. Per ottenere coating di tessuti come schermo di radiazione X in ambito medicale e spaziale, può essere utilizzata la sintesi di compositi di grafene in matrice polimerica.
Aspetti innovativi e vantaggi
- I compositi a base grafene, caricati nelle opportune percentuali, possono coprire superfici grandi mantenendo buone proprietà
- LIG: il grafene è ottenibile con metodi semplici da plastiche poco costose
Maturità tecnologica 2
Punti di forza
- Costo
- Rilevanza sociale/economica
- Contenuto normativo/regolatore
- Efficienza/rendimento/prestazioni
- Innovazione
- Mancanza di tecnologia/soluzione per lo specifico impiego
- Scalabilità
- Semplicità di utilizzo
- Trasportabilità/mobilità
Possibili applicazioni
- schermi di radiazione X (anche applicabili ai tessuti)
- antenne miniaturizzate
- coating antibatterici
- coating antivegetativi
- rivestimenti anti - muffa
Gruppo di ricerca coinvolto
Brevetto disponibile per il licensing
Non disponibile per una licenza
Data di aggiornamento
27-05-2025
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