plastografene - hub nanotech

HUB NANOTECH nasce con lo scopo di divulgare l'uso di
nanotecnologie attraverso il trasferimento tecnologico e
creare sinergia sul mercato in ambiti diversificati,
partecipare in progetti produttivi di attività tecnica nel settore
delle materie plastiche e della sanificazione ambientale.
La nostra mission si articola nel creare opportunità di
sviluppo innovativo e proporre soluzioni pratiche da
inseriere nella quotidianità.
GRAFENE
A cosa serve il Grafene ?
"Non lo so.
E'come presentare un pezzo di plastica a un uomo di un secolo fa
e chiedergli cosa ci si può fare.
Un po' di tutto, penso"
*Andrej Konstantinovič Gejm premio Nobel per la Chimica 2010
HUB NANOTEC Srls – Via Antonio Meucci, 2 – 37135 Verona – www.hub-nanotech.it – [email protected]
Grafene
Scoperto per caso nel 2004, Andrej Gejm e Konstantin
Novoselov, ricercatori all'Università di Manchester, mentre
stanno conducendo una serie di esperimenti su un cristallo
di grafite (il minerale usato per le matite) quando riescono,
grazie a del comune nastro adesivo, a isolare
meccanicamente una foglia di grafene.
È il materiale più sottile al mondo, costituito da un solo, singolo strato regolare e stabile
di atomi di carbonio, e perciò convenzionalmente considerato bidimensionale: per ottenere
un reticolo di grafene dello spessore di un millimetro sono necessari tre milioni di fogli.
E tuttavia un singolo foglio è cento volte più resistente dell'acciaio (pari al diamante) e sei
volte più elastico. Inoltre è uno straordinario conduttore elettrico e termico.
I due fisici ottengono così il premio Nobel nel 2010.
Dopo la sua scoperta, il materiale bidimensionale con caratteristiche meccaniche uniche e
dalle performace straordinarie è fonte d'interesse in tutto il mondo, molti centri di ricerca e
aziende si stanno concentrando sul suo utilizzo pratico.
Questo materiale bidimensionale è infatti ultrasottile, flessibile, trasparente, ha un'alta
mobilità di carica elettrica (15000 cm 2V-1s-1 rispetto al 1400 cm2V-1s-1 di silicio), elevata
resistenza meccanica (modulo di Young del 1000 GPa rispetto a 200 GPa di acciaio), alta
conducibilità termica (5000 Wm-1K-1 rispetto a 400 Wm-1K-1 di rame) ed elevata superficie
(massimo teorico di di 2600 m2/g).
Proprietà meccaniche e vantaggi del grafene nei polimeri
Sono state realizzate alcune campionature con diverse percentuali di grafene all’interno di
basi polimeriche al fine di indagare le caratteristiche apportate al compaud adittivato.
I risultati delle nostre prime prove su polimeri plastici
integrati con grafene hanno dato esiti molto
interessani e positivi.
Ottenuto il materiale è stato verificato con i test:
Meccanici: Trazione (ISO 527), Flessione (ISO 178), Izod (ISO 180)
Termici: Vicat (ISO 306), HDT (ISO 75)
Infiammabilità UL94
Densità (ISO 1183)
Durezza (ISO868)
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I test meccanici sono stati condotti su provini in polipropilene a vari dosaggi di carica.
Il grafene è stato introdotto nella miscela plastica utilizzando come veicolo un master
batch contenente il 25% di grafene e dosato gradualmente in aggiunta al polipropilene
neutro, consentendo di ottenere alcuni manufatti a differenti concentrazioni di grafene.
In particolare i pezzi realizzati sono stati caricati con concentrazioni in peso di grafene:
1 % - 5 % - 10 % - 15 %.
Nei pezzi prodotti sono stati ottenuti risultati soddisfacenti dal punto di vista della
precisione e non hanno presentano nessun difetto a l'ispezione visiva.
Verifiche delle proprietà meccaniche dei compositi eseguite con provini standard conformi
alla norma ISO 527-1/2, hanno evidenziato un buon incremento del carico di rottura già a
basse percentuali (1% e 5%) rispetto al polipropilene non caricato, il modulo elastico
risente positivamente dell'aggiunta di grafene a tutte le concentrazioni e
proporzionalmente all’incremento del dosaggio.
Carico di rottura
Polipropilene non caricati = MPa17,77
Polipropilene caricato 1% di grafene = 27,84
Polipropilene caricato 5% di grafene = 25,06
Modulo elastico
Polipropilene non caricati = Mpa 1373
Polipropilene caricato 1% di grafene = 2481
Polipropilene caricato 5% di grafene = 2997
Polipropilene caricato 10% di grafene = 3964
Polipropilene caricato 15% di grafene = 4607
PLASTOGRAFENE
Dall'integrazione del garfene con il polimero plastico, abbiamo ottenuto un masterbatch
che ci consente di poterlo integrare nella mescola plastica, allo scopo di aumentare le
caratteristiche meccaniche e modificare il modulo elastico.
Lo scopo della ricerca in corso è quello di ottenere con sicurezza l’omogeneità su tutta la
massa e specialmente su tutta la superficie del prodotto finito o semilavorato.
Masterbatch in PE - PP
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Applicazioni del Grafene nelle materie plastiche
Per dire a cosa può servire un materiale così, l’unico limite è la fantasia.
È un materiale talmente innovativo che andrà a sconvolgere l’intera produzione mondiale
in qualsiasi ambito operativo.
Gli stessi scienziati sono ancora lontani dalla completa comprensione delle sue proprietà.
Il Grafene presenta proprietà chimico-fisiche eccezionali che lo rendono interessante in un
gran numero di potenziali applicazioni anche nel mondo delle materie plastiche
È' estremamente resistente e rigido, impiegabile la dove si necessita di alta resistenza
meccanica, o dove si ha la necessita di creare un manufatto con resistenza all'abrasione.
Integrato nei polimeri plastici può essere impiegato per produrre particolari molto più sottili
e altrettanto resistenti di quelli attuali o andare a sostituire cariche di rinforzo oggi
utilizzate con percentuali molto più limitate per ottenere le stesse caratteristiche finali.
Per le sue notevoli proprietà nel disperdere calore può essere utilizzato nel campo del
raffreddamento e dissipazione, per ricavare fibre forti ed elastiche, che possono essere
intrecciate in fili di resistenza pari a quella del Kevlar, nella sostituzione del metallo in
alcuni impieghi,una vera e propria rivoluzione.
Noi lo abbiamo integrato grafene come accelerante in una miscela di nano/micro minerali
ionizzanti che integrati nella materia plastica la rendono autoiginizzante - ionizzante in
superficie con funzioni batteriostatiche e antimicotiche, che si sviluppano anche nel fluido
che circonda il pezzo prodotto.
(Patent Pending)
THUNDERCAN
Con capacità del prodotto di dare luogo ad una riduzione elevata del numero di cellule
batteriche vitali appartenenti ai ceppi di riferimento come:
Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus faecalis, Escherichia coli, Staphylococcus
aureus, Listeria monocytogenes, Salmonella enteriditis, Legionella pneumophila,
Aspergillus niger, Candida albicans.
"La nostra attività si articola principalmente sulla ricerca
continua di nuovi prodotti in ambito nanotecnologico ed
esplorare le potenzialità applicative da mettere a
disposizione dei nostri partner"
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