giovedì 14 aprile 2016

I mille talenti del grafene



Il grafene è davvero un materiale dai mille 'talenti' e ora apre la strada a nuovi laser e tecnologie anche al settore energetico delle rinnovabili. Un team di ricercatori internazionali, tra cui fisici del Cnr e del Politecnico di Milano, ha infatti mostrato la capacità dei nanoribbons, ovvero strisce strettissime, di grafene di assorbire ed emettere luce grazie a stati quantistici detti bieccitoni. Un risultato che rende più concreto l'uso industriale di questo materiale e apre la strada a laser basati su grafene e nuove tecnologie di illuminazione. Lo studio è pubblicato su Nature Communications
I nanoribbons, nano-strisce sottilissime, di grafene si rivelano potenzialmente utili per produrre, rivelare e controllare la luce nonché per assorbirla e convertirla in energia - un uso promettente, ad esempio, nel settore fotovoltaico - grazie a fenomeni quantistici chiamati bieccitoni. È la scoperta di un gruppo di ricercatori di due Istituti del Consiglio nazionale delle ricerche - Istituto nanoscienze (Nano-Cnr) e Istituto di fotonica e nanotecnologie (Ifn-Cnr) - in collaborazione con Politecnico di Milano, Università di Modena e Reggio Emilia e Max Planck Institute di Mainz. Lo studio è stato appena pubblicato su Nature Communications.
A differenza dei fogli di grafene semi-metallici, i nanoribbons di grafene si comportano come semiconduttori con interessanti proprietà ottiche. "Abbiamo utilizzato il grafene ridotto in strisce larghe meno di cinque nanometri, pari a un decimillesimo dello spessore di un capello", spiega Deborah Prezzi di Nano-Cnr di Modena. "In tale configurazione, -continua- il grafene diventa un semiconduttore, proprietà indispensabile per applicazioni ottiche, e al contempo mantiene molte caratteristiche del materiale semi-metallico. Il grafene così modificato potrebbe essere impiegato in dispositivi ottici, come Led, laser e celle solari".
Il team di scienziati ha studiato i processi ultraveloci che avvengono nei nanoribbons di grafene in seguito all’eccitazione con impulsi di luce laser ultra brevi. "In questo caso un elettrone del grafene viene eccitato e si genera una lacuna di carica, tipica dei semiconduttori, che si lega all'elettrone a formare il cosiddetto eccitone" continua la ricercatrice Prezzi.
"Esperimenti e simulazioni mostrano che due eccitoni possono formare a loro volta degli aggregati fortemente legati, i bieccitoni. Questi effetti quantistici -prosegue- sono dovuti alle dimensioni estremamente ridotte dei nanoribbons - spessi un solo atomo e larghi appena una decina, e sono alla base del funzionamento di vari dispositivi ottici, come ad esempio i processi di moltiplicazione di carica all'interno delle celle solari".
L'esperimento è stato possibile grazie a un avanzato sistema di spettroscopia sviluppato nei laboratori di Ifn-Cnr e Politecnico di Milano che, spiega Giulio Cerullo del Dipartimento di Fisica del Politecnico, "permette di 'fotografare' fenomeni che evolvono in tempi che vanno dai femto- ai pico-secondi, vale a dire meno di un millesimo di miliardesimo di secondo. Abbiamo osservato che i bieccitoni si formano molto rapidamente e danno luogo ad emissione stimolata di luce con grande efficienza. Un risultato che potrebbe aprire la strada all’utilizzo dei nanoribbons di grafene come materiali attivi in laser, fotorivelatori e altri dispositivi ottici".
Pubblicato il: 13/04/2016 14:52  Fonte: http://www.adnkronos.com/soldi/economia/2016/04/13/grafene-davvero-mille-talenti-arrivo-nuovi-laser-dalla-ricerca-italiana_fqQpfYgHpjryf8CoJtMbqI.html

giovedì 7 aprile 2016

Auto elettriche, arriva la batteria al grafene dalla durata super

Un nuovo modello di batteria al grafene migliorerà le prestazioni delle auto elettriche
14 febbraio 2016
La filiale della società spagnola Graphenano, la Grabat Energia, ha presentato una serie di batterie al grafene ad altissima densità di energia che permetterà alle auto elettriche di coprire distanze anche fino a 800 km, senza bisogno di far rifornimento con frequenza. La tecnologia di queste batterie è molto interessante non solo per l’industria automobilistica, ma anche per l’elettronica in generale e l’Aeronautica, perchè potrebbe migliorare la prestazioni per una gamma di dispositivi mobili, batterie e persino droni casalinghi. Questo tipo di batteria è stata testata nella super car spagnola GTA Spano.
La
batteria, costituita da polimeri di grafene compositi, ha il potere di far risparmiare molta più energia, con una densità di 1.000 watt l’ora per chilogrammo (Wh/kg) ed una tensione di 2,3 V. Potrà inoltre essere ricaricata in meno tempo, con una velocità di 100 coulomb (C) rispetto agli ioni di litio da 3 C. E non solo, perchè è anche molto più leggera, un vantaggio rispetto ai vecchi modelli di batteria. La società prevede di costruire 20 linee di produzione a partire dal mese di marzo, in maniera progressiva, con l’obiettivo di produrre circa 80 milioni di cellule di grafene l’anno in base alle diverse tipologie di batteria
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fonte : http://scienzenotizie.it/2016/02/14/auto-elettriche-arriva-la-batteria-al-grafene-dalla-durata-super-0312906

IL GRAFENE È UN'ARMA MICIDIALE CONTRO I BATTERI

Una ricerca italiana presentata negli USA fa luce sull'uso del grafene come antibatterico

Il disinfettante del futuro si chiama grafene. È il materiale più sottile del mondo e deriva dalla comune grafite (il materiale delle matite). 
Può diventare un potente disinfettante perché uccide i batteri in ben 3 modi diversi:
  • taglia le pareti dei batteri come una lama
  • intrappola e soffoca i batteri
  • altera il metabolismo dei batteri impedendone la moltiplicazione
È il frutto di una ricerca italiana, condotta dall'Università Cattolica di Roma e dall'Istituto sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche (Isc-Cnr) che ha scoperto come l'ossido di grafene possa annientare i batteri e i funghi più diffusi negli ospedali.
'La dimostrazione è avvenuta per ora in laboratorio in esperimenti in provetta, ma si sta valutando la possibilità di eseguire delle sperimentazioni in ambito clinico', spiega all'Ansa Massimiliano Papi, dell'Istituto di Fisica dell'Università Cattolica, tra gli autori della ricerca.
Lo studio è stato presentato da Valentina Palmieri in occasione del 60° convegno annuale della Società Biophysical Society a Los Angeles.
'Il grafene - prosegue Papi - potrebbe divenire un 'disinfettante' ospedaliero, siamo vicini a questo traguardo. Col duplice vantaggio ulteriore che il grafene è una molecola rispettosa dell’ambiente e ha dei costi contenuti. Infine, oltre che come disinfettante, il grafene potrebbe essere usato per rivestire strumenti medici e chirurgici e in questo modo potrebbe contribuire a ridurre le infezioni, soprattutto dopo un intervento chirurgico, oltre che l'uso di antibiotici e la resistenza agli antibiotici'.
Il grafene è utile anche per assorbire inquinanti organici, inparticolare idrocarburi, dalle acque, dai terreni e dall'aria.

31/3/2016- Fonte : http://www.ecoseven.net/scienze/scienze-naturali/il-grafene-e-un-arma-micidiale-contro-i-batteri 

PULIRE IL MONDO…CON IL GRAFENE

Il grafene è utile per assorbire inquinanti organici, in particolare idrocarburi, dalle acque, dai terreni e dall'aria

Grafene utile alla pulizia del pianeta: il miracoloso materiale è capace di assorbire inquinanti organici, in particolare idrocarburi, dalle acque, dai terreni e dall'aria. Lo dimostra il progetto di Directa Plus, GEnIuS (Graphene Eco Innovative Sorbent), cofinanziato dall'unione Europea nell'ambito dell'iniziativa Eco-Innovation. Grazie a SetCar, società rumena attiva nel campo della decontaminazione e smaltimento di rifiuti pericolosi, è stato possibile testare Graphene Plus nel campo delle bonifiche ambientali, per tutto il 2013.
In particolare, dal 14 ottobre scorso, il grafene è stato il protagonista della depurazione nell'area dismessa di una raffineria rumena, presso un bacino di circa 16.500 mc di acqua contenente idrocarburi petroliferi in concentrazioni pari a 56 ppm (vale a dire circa 3 gocce di olio per ogni litro di acqua), per un totale di oltre una tonnellata di idrocarburo da rimuovere dall'acqua prima di poterla riversare nel corso d'acqua adiacente (la concentrazione massima di idrocarburo richiesta dalla legge per lo scarico nelle acque superficiali è di 5 ppm).
È cosi, grazie a ‘5 g/mc di Grafysorber utilizzato come materiale sciolto sono stati in grado di abbattere le concentrazioni di idrocarburo al di sotto di 1 ppm in soli 10 minuti di trattamento.  Il progetto è attualmente concluso. Sono stati trattati circa 16.500 mc di acqua contaminata a un flusso di 16 m3/h (360 -390 mc di acqua trattati ogni giorno) in 2 batch da 4 m3. Per i prossimi progetti, abbiamo pianificato di implementare la produttività del nostro impianto di trattamento a 50 m3/h’, ha affermato  Covaci Melchisedec, manager tecnico di SetCar .

‘Grazie al test pilota condotto da SetCar abbiamo potuto confermare che Grafysorber rappresenta la soluzione effettiva per la decontaminazione di acque contenenti basse concentrazioni di idrocarburi’, aggiunge Giulio Cesareo, presidente e Ad di Directa Plus.
gc

22-12-2014  fonte : http://www.ecoseven.net/ambiente/inquinamento/pulire-il-mondo-con-il-grafene 

Il grafene killer dei batteri

Può ucciderli in 3 modi diversi, candidato a disinfettante del futuro


29 marzo, 18:31
Uccidere i batteri tagliandone le pareti come una lama, oppure soffocandoli come se si intrappolassero con un lenzuolo, o ancora alterandone il metabolismo impedendo che si moltiplichino: così il grafene, materiale più sottile del mondo che deriva dalla comune grafite delle matite, promette di diventare un potente disinfettante. La ricerca è presentata negli Stati Uniti,a Los Angeles, nel convegno della Società di Biofisica svoltosi nel mese di marzo a Los Angeles, ed è stata condotta in Italia, da Università Cattolica di Roma e Istituto sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche (Isc-Cnr).

I ricercatori hanno scoperto che l'ossido di grafene può annientare batteri e funghi responsabili di infezioni diffuse negli ospedali, come lo Staphylococcus aureus e la Candida albicans. I test sono stati condotti con successo anche su altri batteri diffusi negli ospedali, Enterococcus faecalis ed Escherichia coli. “La dimostrazione è avvenuta per ora in laboratorio in esperimenti in provetta, ma si sta valutando la possibilità di eseguire delle sperimentazioni in ambito clinico”, spiega Massimiliano Papi, dell'Istituto di Fisica dell'Università Cattolica, che ha condotto la ricerca con Valentina Palmieri, dello stesso istituto, con Maurizio Sanguinetti e Francesca Bugli, dell’Istituto di Microbiologia e virologia, e con il direttore dell’Isc-Cnr, Claudio Conti

Secondo Papi “il grafene potrebbe divenire un 'disinfettante' ospedaliero, siamo vicini a questo traguardo. Col duplice vantaggio ulteriore che il grafene è una molecola rispettosa dell’ambiente e ha dei costi contenuti. Infine, oltre che come disinfettante, il grafene potrebbe essere usato per rivestire strumenti medici e chirurgici e in questo modo potrebbe contribuire a ridurre le infezioni, soprattutto dopo un intervento chirurgico, oltre che l'uso di antibiotici e la resistenza agli antibiotici”. Per Conti è uno studio "fortemente interdisciplinare, dove le competenze di base sulla fisica dei sistemi complessi sono indispensabili per un’applicazione concreta, molto prossima all’utilizzo pratico. Risultati come questi pongono la scienza della complessità tra i cardini della ricerca moderna”.
Fonte:  http://www.ansa.it/scienza/notizie/rubriche/tecnologie/2016/03/29/il-grafene-killer-dei-batteri_4dcdc948-6862-46eb-a1b8-93dac47ffb2a.html

Dal grafene alle bioplastiche, in viaggio tra i minerali del futuro

Dal grafene alle bioplastiche, in viaggio tra i minerali del futuro

Di Ilaria Quattrone - 1 aprile 2016
Sistemi invisibili a base di inchiostri nano strutturati da integrare nel packaging per tracciare il prodotto alimentare; plastiche a km 0, ricavate dagli scarti di caffè, prezzemolo e cannella; edifici in grado di ridurre l’inquinamento dell’aria, mutare forma e catturare la luce del sole trasformandola in energia; elettronica 2.0 stampabile e wireless che sfrutta l’uso di celle fotovoltaiche flessibili e trasparenti per la ricarica di smartphone, tablet o smartwatch. Sono le rivoluzioni possibili grazie ai materiali innovativi. Se ne parlerà a Material Hub, l’area tematica dedicata ai nuovi materiali nell’ambito di Technology Hub – evento professionale delle tecnologie innovative per il futuro, promosso da Senaf e in programma a fieramilanocity dal 7 al 9 giugno 2016.
Il grafene, per esempio, è tra i protagonisti indiscussi delle soluzioni intelligenti in fase di sviluppo destinate a cambiare la vita quotidiana. E’ un nanomateriale dalle eccezionali proprietà, che se integrato con i materiali impiegati nella manifattura tradizionale può accrescerne le prestazioni e ampliarne l’impiego. Molto resistente, 200 volte più dell’acciaio, ma anche estremamente flessibile, il grafene è anche trasparente e conduce l’elettricità e il calore meglio di molti altri metalli. Per queste sue caratteristiche può essere utilizzato non solo per lo sviluppo di nuovi caschi e cavi elettrici, ma anche per la realizzazione di cellulari flessibili, oggetti di uso quotidiano come racchette da tennis, tubolari e nel settore energetico per ottenere batterie più efficienti e nuovi pannelli fotovoltaici. Una sperimentazione messa già in atto da I Graphene Labs dell’Istituto Italiano di Tecnologia (Iit) di Genova.
“Le sfide del futuro sono quelle legate alla creazione di nuovi supermateriali plastici, che grazie all’aggiunta di basse percentuali di grafene diventano flessibili o smart (conducono elettricità o calore) e di nuove applicazioni integrabili nel corpo umano – commenta Vittorio Pellegrini, direttore dei Graphene Labs Iit – Per esempio lenti a contatto che grazie al grafene permettano di vedere all’infrarosso (riconoscimento di persone al buio), protesi super resistenti e leggere, pelle artificiale. Già oggi è stato ampiamente dimostrato che il grafene è biocompatibile e biodegradabile e quindi ottimale per queste applicazioni future. Infine inchiostri di grafene possono essere utilizzati per realizzare piccoli circuiti elettrici – smart-tag – che possono essere stampati su ogni supporto – carta, tessuti, plastica – per permettere lo scambio di informazioni tra prodotti e persone o tra persone“. Tra le novità proposte al Technology Hub anche i materiali cosiddetti ‘smart’ destinati a compiere una trasformazione nel settore dell’edilizia, agevolando la riduzione dei consumi energetici degli edifici.
Polimeri trasparenti, in grado di catturare la luce e convertirla in energia elettrica, consentiranno in un futuro non troppo lontano, alle facciate dei grattacieli e a tutte le superfici trasparenti, di diventare ‘riserve’ di energia e giocare un ruolo attivo nella riduzione di emissioni di CO2. Non solo. Potremo disporre di strutture di rivestimento che mutano la propria forma in risposta a sollecitazioni termiche o elettriche, che variano la propria porosità in funzione dell’intensità della radiazione solare incidente e che possono persino essere in grado di combattere l’inquinamento atmosferico. “I materiali ‘intelligenti’ saranno sempre più integrati in prodotti, edifici e infrastrutture; potremo monitorare le loro caratteristiche via Internet e influenzare il loro comportamento in modo interattivo“, afferma Pierpaolo Ruttico, Fondatore di Indexlab. Dall’edilizia all’architettura, dalla meccanica al settore aerospaziale, sono molteplici gli ambiti di applicazione della tecnologia esplorati in Material Hub, compresi l’arredo, l’arte, nautica, il medicale, i giocattoli fino ai mondi dell’automotive, della calzatura, della gioielleria e della moda.
Una panoramica completa su tutti gli utilizzi dei nuovi materiali per l’innovazione, che sarà possibile scoprire dal vivo nell’Area Dimostrativa Material Connexion Italia, grazie alla testimonianza di una realtà come quella di Material Connexion, centro internazionale di ricerca e consulenza sui materiali innovativi e sostenibili, che conta un database di 7.000 materiali raccolti, al quale ogni mese se ne aggiungono circa 40. “I cosidetti ‘connected material’ stanno regalando ‘intelligenza e informazioni’ a oggetti e prodotti di uso quotidiano – racconta Christian Tubito, Project Manager, Innovation & Research di Material Connexion Italia – Un esempio interessante è legato al mondo del packaging primario, ad esempio le confezioni che contengono le nostre insalate pronte all’uso. Vi sono etichette simili a degli adesivi che, utilizzando un polimero ferroelettrico, sono dotate di memoria passiva riscrivibile in grado di registrare e conservare le informazioni anche se non alimentate, riducendo quindi la necessità di componenti elettronici“. Ancora. “Anche il mondo delle fibre sintetiche è in pieno fermento – prosegue TubinoNuovi tessuti avanzati rendono i capi, soprattutto per la sicurezza sul lavoro, lo sport e le condizioni estreme, iper-leggeri, ultra-resistenti, traspiranti e super protettivi sia al caldo che al freddo, in grado quindi di rispondere a diverse condizioni contemporaneamente“. Sviluppato tra aree dimostrative, workshop, convegni, case history e presentazioni tecniche, Technology Hub include, oltre a Material Hub, anche le aree 3DPrint Hub e Additive Manufacturing Hub, Robot Hub, Droni Hub, Elettronica e IoT Hub. In contemporanea a Technology Hub si terrà anche B-App, il primo evento professionale italiano dedicato all’App Economy.

Fonte: http://www.meteoweb.eu/2016/04/dal-grafene-alle-bioplastiche-in-viaggio-tra-i-minerali-del-futuro/661017/

venerdì 1 aprile 2016

Dalla matita all'ospedale, il grafene diventa un disinfettante

Nuovo alleato contro le infezioni in corsia

31 marzo 2016
Il grafene potrebbe essere utilizzato per combattere le infezioni in ospedale IL GRAFENE, il nanomateriale a base di carbonio che è alla base di una vera e propria rivoluzione tecnologica, potrebbe essere usato anche nella lotta contro le infezioni ospedaliere. Almeno questo è quanto sembra emergere da uno studio realizzato da ricercatori della facoltà di Medicina e chirurgia dell'Università Cattolica del Sacro Cuore, in collaborazione con l'Istituto sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche (Isc-Cnr) di Roma, che hanno scoperto un innovativo disinfettante ospedaliero: si tratta di una formulazione (gel o liquida) a base di grafene. Il gruppo di ricerca della Cattolica formato Marco De Spirito e Massimiliano Papi dell'Istituto di fisica e da Maurizio Sanguinetti e Francesca Bugli dell'Istituto di microbiologia e virologia, insieme a Claudio Conti, direttore dell'Isc-Cnr, hanno scoperto che l'ossido di grafene, può annientare batteri e funghi killer ospedalieri come lo Staphylococcus aureus e la Candida albicans. Lo studio è stato presentato da Valentina Palmieri dell'Istituto di fisica dell'Università in occasione del 60? convegno annuale della Società di Biofisica svoltosi nel mese di marzo a Los Angeles.

Il test su 3 batteri. Il team ha esaminato l'effetto dell'ossido di grafene su tre batteri: Staphylococcus aureus e Enterococcus faecalis, causa di infezioni opportunistiche e nosocomiali, e Escherichia coli, che può provocare anche gravi intossicazioni alimentari. I ricercatori hanno dimostrato che l'ossido di grafene in fogli di circa 200 nanometri, in soluzione acquosa è in grado di eliminare circa il 90% di S. aureus e E. faecalis, e circa il 50% di E. coli in meno di due ore. Lo studio ha inoltre dimostrato che è efficace contro i batteri anche a concentrazioni bassissime. "La dimostrazione è avvenuta per ora in laboratorio in esperimenti in provetta, ma si sta valutando la possibilità di eseguire delle sperimentazioni in ambito clinico", spiega Papi. Il grafene ha un meccanismo d'azione triplice: può tagliare come una lama le pareti dei batteri, uccidendoli; può intrappolarli come un lenzuolo, isolandoli dal mondo esterno e quindi in un certo senso 'soffocandoli'; può alterarne il metabolismo impedendo che si moltiplichino.

Superiore ad altri agenti antibatterici. E' proprio questa triplice azione che lo rende superiore ad altri agenti antibatterici oggi in uso. Il team ha anche scoperto che l'ossido di grafene è efficace contro il fungo Candida albicans che causa infezioni pericolose in ospedale, con un'efficacia simile a quella trovata per E. coli."Si tratta di uno studio fortemente interdisciplinare, dove le competenze di base sulla fisica dei sistemi complessi sono indispensabili per un'applicazione concreta, molto prossima all'utilizzo pratico. Risultati come questi pongono la scienza della complessità tra i cardini della ricerca moderna", commenta Claudio Conti. "Il grafene potrebbe divenire un 'disinfettante' ospedaliero, siamo vicini a questo traguardo", conclude Papi, "col duplice vantaggio ulteriore che il grafene è una molecola rispettosa dell'ambiente e ha dei costi contenuti. Infine, oltre che come disinfettante, il grafene potrebbe essere usato per rivestire strumenti medici e chirurgici e in questo modo potrebbe contribuire a ridurre le infezioni, soprattutto dopo un intervento chirurgico, oltre che l'uso di antibiotici e la resistenza agli antibiotici".


Fonte http://www.repubblica.it/salute/ricerca/2016/03/31/news/dalla_matita_all_ospedale_il_grafene_diventa_un_disinfettante-136757741/?refresh_ce