Il grafene è idrorepellente o idrofilo?

Il National Physical Laboratory (NPL) del Quantum Detection Group ha recentemente pubblicato uno studio relativo all’idrorepellenza del grafene epitassiale, che potrebbe essere usato in futuro per personalizzare meglio i rivestimenti di grafene destinati alle applicazioni medicali, elettroniche e molto altro ancora. Contrariamente alle credenze più diffuse, i risultati indicano che l’idrorepellenza del grafene dipende fortemente dallo spessore, in conseguenza al fatto che il grafene a un solo strato è significativamente più idrofilo rispetto ai suoi equivalenti più spessi. Il grafene è un cristallo bidimensionale di carbonio con molteplici potenziali applicazioni, ma per stimolare l’assorbimento del grafene nelle applicazioni elettriche, la produzione su larga scala e il controllo delle sue proprietà all’interno di una varietà di ambienti devono essere indirizzati. Lo studio affronta una delle questioni più dibattute ovvero se il grafene sia idrorepellente o idrofilo. Se la comune assunzione è che il grafene, come molti altri materiali a base di carbonio, sia idrorepellente questa ricerca prova che la questione in realtà è più complicata. Proprio per questo sono state studiate le proprietà di adesione e di attrito del grafene a singolo e doppio strato, utilizzando la microscopia a forza chimica con una sonda idrofobica. La forza di maggiore adesione misurata tra la sonda e doppio/triplo strato di grafene e confrontata con il grafene a singolo strato dimostra che il grafene a doppio/triplo strato di è più idrofobo. Questi risultati sono stati ulteriormente confermati dalla mappatura su nanoscala delle forze di attrito. Le tecniche dimostrate da NPL potrebbero essere utilizzate in futuro per migliorare la comprensione del comportamento del grafene, con una particolare attenzione agli effetti nei diversi metodi di produzione del grafene. Nello specifico, potrebbero aprirsi nuove opportunità per differenziare rivestimenti a base di grafene, adattandoli così ad applicazioni specifiche. Ad esempio, i rivestimenti più spessi (di grafene a doppio o più strati) sono ideali per applicazioni idrofobiche – apparecchiature medicali e componenti elettronici – mentre i rivestimenti di grafene monostrato potranno essere impiegati laddove è richiesta una superficie idrofila – vetro antiappannante e i rivestimenti per edifici.