Arriva il pentagrafene, ma per ora è solo una simulazione

Arriva il pentagrafene, ma per ora è solo una simulazione

Un foglio bidimensionale di atomi di carbonio disposto secondo un reticolo interamente pentagonale: il nuovo materiale, per ora solo simulato, avrebbe interessanti proprietà da renderlo superiore in prestazioni al grafene

di Andrea Bai pubblicata il , alle 10:21 nel canale Scienza e tecnologia
 

Da una collaborazione tra ricercatori della Virginia Commonwealth University e della Peking University è nato il pentagrafene, una versione bidimensionale del carbonio caratterizzata - come il nome stesso suggerisce - da una struttura pentagonale.

In realtà si tratta di una "nascita teorica", in quanto la nuova struttura è stata per ora solamente simulata al computer con un programma di modellazione molecolare: i dati ottenuti sono però molto promettenti in quanto il nuovo materiale sembra avere caratteristiche e proprietà superiori a quelle del grafene "tradizionale".

Puru Jena, professore distinto per il Dipartimento di Fisica presso il College of Humanities and Sciences della VCU, ha commentato: "Le più importanti forme di carbonio scoperte recentemente sono i fullereni (di cui fanno parte i nanotubi di carbonio) ed il grafene. Ciascuno di essi ha una struttura unica. Anche il pentagrafene sarà unico nel suo genere".

Gli allotropi noti del carbonio, tra cui i già citati nanotubi e il grafene, sono accomunati da una struttura di base a celle esagonali: in altri termini i singoli atomi di carbonio sono disposti secondo un reticolo cristallino a "nido d'ape", vincolati gli uni agli altri con legami di 120 gradi di ampiezza. Nella realtà questa struttura esagonale è talvolta intervallata, di quando in quando, da motivi pentagonali.

I ricercatori, partendo da questi difetti e da un'ispirazione regalata dall'osservazione di un quadro che riproduceva i motivi pentagonali della pavimentazione delle strade del Cairo, hanno provato ad ideare una struttura bidimensionale di atomi di carbonio disposti secondo un reticolo interamente pentagonale. Sottoponendo questa struttura alle simulazioni del computer, i ricercatori hanno ottenuto risultati molto interessanti: il pentagrafene avrebbe infatti una elevata stabilità meccanica, termica e dinamica oltre a comportarsi come semiconduttore.

Spiega Jena: "Se si prende un foglio di grafene e lo si arrotola, si ottiene un nanotubo di carbonio che può comportarsi da conduttore o semiconduttore a seconda di determinate condizioni. Un nanotubo di pentagrafene si comporta invece sempre da semiconduttore".

Le simulazioni hanno indicato che il pentagrafene può resistere a temperature fino a 1000K e mostrare proprietà meccaniche piuttosto interessanti: "Se sottoponi il grafene a trazione, si espande lungo la direzione in cui viene tirato e si contrae lungo la direzione perpendicolare. Se invece sottoponi il pentagrafene a trazione, esso si espande in entrambe le direzioni". Il pentagrafene è quindi caratterizzato da un coefficiente di Poisson negativo, che potrebbe avere risvolti interessanti in campo tecnologico.

Come detto, si tratta per ora di un materiale teorico: il prossimo passo che i ricercatori cercheranno di compiere è la sintetizzazione di un reticolo di pentagrafene. Commenta Jena: "Una volta realizzato, sarà molto stabile. La domanda è: come si fa? Nella nostra pubblicazione abbiamo avanzato qualche idea, per ora il progetto è solo teorico. Si basa su modellazione computazionale, ma crediamo fortemente in queste previsioni. Una volta che sarà realizzato potrà aprire una nuova strada nella scienza del carbonio. Il carbonio bidimensionale costituito completamente da pentagoni è qualcosa di mai conosciuto prima d'ora".

12 Commenti
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andbad11 Febbraio 2015, 10:52 #1
In una glassa [sic] lontana lontana...

[SPOILER]"Usa la forza, Luke"
"Eh..."
"Usa la forza, Luke"
"Ghh"
"Usa la forza, Luke"
"Ma ti sembra normale rompere le scatole mentre uno sta cercando di defecare?"
"Usa la ..."
"Ma vaccagher..."

Una voce di donna irrompe dalla porta
"Luke?"
"Ma è mai possibile che uno non possa cagare in pace in questa astronave?"
"Il modulo dell'iperspazio si è rotto di nuovo."
"Han ha comprato un nuovo modulo, è nella scatola rossa."
Rumori di sottofondo.
"Ma è un mattone!?"
"Prenditela con lui, gliel'avevo detto di non comprare i ricambi dai tizii dello spaziogrill."

Tira lo sciacquone. Un vortice di energia risucchia il tutto in un brillio di luci bluastre.
"Luke, ti avevo detto di aprire l'oblò, c'è un puzzo che neanche Chewbecca..."
"Leila, sarai anche mia sorella, ma sei una figlia di buona donna..."
"C3PO è sclerato un'altra volta, ha di nuovo gli occhi blu."
"No dai, ancora un BSOD. Ma quando si deciderà ad aggiornare il suo sistema operativo?"
"Dice che è affezionato a XP."
"Ma c'è qualcosa che funziona su questo Millennium Falcon?"
"Si, la macchina del caffè."
"Ma quale? Quella che fa un caffé che nemmeno il fango su Dagobah?"
"Esatto..."
"Vabbè, lasciamo perdere. L'ANSA che dice?"
"Vuoi dire ANSIA"
"Si, brava, hai capito."
"Dice che stanno per mettere in produzione un vibratore al pentagrafene..."
"Il tuo interesse è completamente disinteressato, vero?"
"Che vuoi, da quando Han s'è dato ai giochi di ruolo ho tanto tempo libero."
"Mi fai venire i brividi...Comunque, davvero dobbiamo dare un'altra notizia sul grafene?"
"Senti, grafene+vibratori, quì facciamo un milione di views in tre ore."
"Allora tanto vale mettere la foto nudo di Jabba the Hutt."
"Ma quella l'ha già messa Tordella2000."
"Ah già, dimenticavo, allora vada per il graPene."
"Ahahaha, bella battuta."
Intanto, sullo sfondo, lo spirito vigile di Obi-Wan Kenobi fa un facepalm.
[/SPOILER]

By(t)e
GTKM11 Febbraio 2015, 10:55 #2
Il grafene sta diventando come il Principe Carlo. Ancora deve arrivare il suo momento, e già si fanno avanti i successori.
PaulGuru11 Febbraio 2015, 11:47 #3
E pensare che quì c'è ancora gente che pensa che siamo veramente in difficoltà con i PP.

Il Grafene è già bello che pronto da un pezzo, lo tireranno fuori solo quando gli interessi economici lo richiederanno.
E oltre al grafene segnalo che è stato scoperto già 2 successori oltre a questo fra cui pure il cadmio e pure un innovativo metodo per una produzione economica.
keroro.9011 Febbraio 2015, 11:55 #4
Originariamente inviato da: PaulGuru
E pensare che quì c'è ancora gente che pensa che siamo veramente in difficoltà con i PP.

Il Grafene è già bello che pronto da un pezzo, lo tireranno fuori solo quando gli interessi economici lo richiederanno.
E oltre al grafene segnalo che è stato scoperto già 2 successori oltre a questo fra cui pure il cadmio e pure un innovativo metodo per una produzione economica.


Un conto è scoprirlo...un conto è l'industrializzazione.....
PaulGuru11 Febbraio 2015, 11:58 #5
Originariamente inviato da: keroro.90
Un conto è scoprirlo...un conto è l'industrializzazione.....


l'industrializzazione è dettata dal marketing e dagli interessi economici dei possibili partner.

Finchè sarà possibile procedere col silicio lo useranno fino a che non avranno raschiato tutto il fondo del barile.
Idem per le auto elettriche, che non vengono supportate e si ostinano a mantenere le batterie al litio.
lucusta11 Febbraio 2015, 14:27 #6
il fullerene ha gia' legami a 120°; alcune delle sue forme sono pentagonali (come un pallone da calcio).
piatto e' un'architettura difficile, in quanto mancherebbero 120° per una forma regolare, quindi non tutti i legami avrebbero pari distanza, mettendo in crisi il sistema entropico; monostrato invece sarebbe "piu' facile", con le punte delle stelle alternativamente sopraelevate di 24° sulle due faccie del piano, rendendo stabile il reticolo e magari donandogli particolari propietà fisiche (soprattutto isolanti).

il fatto e' che puoi immaginarlo, ma da qui a trovare il modo per farlo ci passa il mondo, e farlo dal grafene (che sarebbe il primo passo, visto che si tratta di un monostrato) porta comunque al primo punto: fare il grafene industriale economico.

marchigiano11 Febbraio 2015, 14:33 #7
Originariamente inviato da: andbad
In una glassa [sic] lontana lontana...

By(t)e


sei un grande

Originariamente inviato da: PaulGuru
E pensare che quì c'è ancora gente che pensa che siamo veramente in difficoltà con i PP.

Il Grafene è già bello che pronto da un pezzo, lo tireranno fuori solo quando gli interessi economici lo richiederanno.
E oltre al grafene segnalo che è stato scoperto già 2 successori oltre a questo fra cui pure il cadmio e pure un innovativo metodo per una produzione economica.


che sia bello che pronto ho i miei dubbi... qualsiasi azienda big farebbe i salti mortali per avere un vantaggio tecnologico sugli avversari, pensa a intel o samsung o altri...
PaulGuru11 Febbraio 2015, 14:48 #8
Originariamente inviato da: marchigiano
che sia bello che pronto ho i miei dubbi... qualsiasi azienda big farebbe i salti mortali per avere un vantaggio tecnologico sugli avversari, pensa a intel o samsung o altri...

i chip in grafene ci sono già da parte di IBM, probabilmente finchè il silicio è ancora miniaturizzabile i costi del grafene non coprono il vantaggio, ma questo forse deriverà anche dal fatto che con quei PP non c'è alcuna produzione di massa con cui diluire i costi.
Ago7211 Febbraio 2015, 15:02 #9
Originariamente inviato da: andbad
In una glassa [sic] lontana lontana...


"92 minuti di applausi" (cit.)
Sei un grande!!!
andbad11 Febbraio 2015, 16:48 #10
Originariamente inviato da: Ago72
"92 minuti di applausi" (cit.)
Sei un grande!!!


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