Gli schermi del futuro? Sottili e flessibili

grafene schermi sottili

Schermi sottili e flessibili come carta. È questa la nuova frontiera, ormai davvero vicina, soprattutto grazie all'ultimo lavoro portato avanti dai ricercatori dell'UCLA, l'University of California Los Angeles. Il team, guidato da Maher El-Kady grazie al comune laser per realizzare i DVD sarebbe in grado di realizzare schermi con le dimensioni di un foglio di carta, ma molto speciali, fatti di grafene.

E il segreto sta nei condensatori elettrochimici (ECS), noti anche come supercapacitori o ultracondensatori, i quali differiscono dai normali dispositivi che si trovano nelle TV o nei computer. Essi hanno attirato l'attenzione per la loro capacità di immagazzinare l'energia. Tuttavia sono stati ancora limitati proprio dalla bassa densità di energia. Un CE di questo tipo, in grado di combinare la potenza dei condensatori con l'alta densità di energia propria delle batterie, rappresenterebbe un progresso significativo. Ciò richiedebbe però nuovi elettrodi che non solo mantengano alta la conducibilità, ma forniscano anche una superficie maggiore e più accessibile rispetto ai convenzionali CE.

Ed è proprio ciò su cui hanno lavorato i ricercatori della UCLA che hanno usato uno standard di un'unità ottica DVD LightScribe per la produzione di questi elettrodi. Gli elettrodi sono costituiti da una rete espansa di grafene, noto per le eccellenti proprietà meccaniche ed elettriche, come abbiamo gà approfondito.

Il processo consiste in una sorta di rivestimento con una pellicola di ossido di grafite, che è poi trattata col laser all'interno per produrre elettrodi di grafene. Tipicamente, le prestazioni dei dispositivi vengono valutate in base alla densità di energia e alla densità di potenza. Supponiamo di utilizzare il dispositivo per far funzionare un'auto elettrica. In questo caso, la densità di energia ci fornirà informazioni su quanto la carica del veicolo potrà durare, mentre la densità di potenza ci fornirà informazioni sull velocità della macchina. In tal senso, i dispositivi realizzati con elettrodi del tipo Laser Scribed Graphene (LSG) presentano un'altissima densità di energia, pur mantenendo l'elevata densità di potenza.

"Il nostro studio dimostra che il nostro nuovo modello di supercondensatore realizzato col grafene han una carica maggiore delle batterie convenzionali, e può inoltre essere caricato e scaricato da cento a mille volte più velocemente", ha detto Richard B. Kaner, professore di chimica dell'UCLA.

Il team di ricerca ha dimostrato che gli elettrodi LSG realizzati con la tecnica laser LightScribe hanno il vantaggio di avere la simultanea riduzione ed esfoliazione dell'ossido di grafite. Ciò si traduce in una maggiore capacità di immagazzinamento della carica. La struttura di rete aperta degli elettrodi consente di ridurre il percorso di diffusione di ioni dell'elettrolita, che è cruciale per la ricarica del dispositivo.

"Noi attribuiamo le elevate prestazioni e la durata all'elevata flessibilità meccanica degli elettrodi insieme alla struttura di rete interpenetrante tra gli elettrodi LSG e l'elettrolita in gel", spiega Kaner.

In futuro ciò potrebbe tradursi nella realizzazione di schermi sottili e flessibili.

Lo studio è stato pubblicato su Science.

Francesca Mancuso

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