Un proiect de cercetare finaţat de către Uniunea Europeană a avut drept rezultat inventarea unor nano-foi (nano-sheets) care ar putea fi utilizate pentru viitoarele sisteme de stocare a energiei electrice, necesare, de exemplu, pentru automobilele electrice.
Cercetarea face parte din tema PEPINEN (Processing and electron probing inorganic nanostructures for emerging nanotechnologies) finanţată printr-un grant Marie Curie ca parte a celui de-al şaptelea Program Cadru al UE (Seventh Framework Programme – FP7). Rezultatele au fost publicate în revista Science.
Cercetătorii de la Centrul pentru Cercetarea Nanostructurilor Adaptive şi al Nanodispoyitivelor (Centre for Research on Adaptive Nanostructures and Nano-devices – CRANN) al Trinity College din Dublin, Irlanda, şi Universitatea din Marea Britanie au inventat o tehnologie cu ajutorul căreia se pot realiza nano-foi cu grosimea de numai un atom. Utilizând aceste nano-foi cercetătorii au putut realiza o gamă largă de materiale bidimensionale care au proprietăţi electrice şi chimice deosebite, care le fac utile pentru noi dispozitive electronice şi pentru stocarea energiei.
De mai multe decenii, cercetătorii încearcă să realizeze nano-foi pentru a profita de proprietăţile lor electronice şi termoelectrice neobişnuite. Până în prezent tehnologiile folosite erau consumatoare de timp, erau extrem de laborioase şi nu erau apte pentru a fi folosite pe scară largă. În studiul publicat de revista Science din 4 februarie 2011, cercetătorii prezintă o metodă prin care se pot obţine nano-foi folosind ultrasunete şi solvenţi, în cadrul unei tehnologii similare celei folosite pentru curăţarea bijuteriilor. Ei spun că metoda este „simplă, rapidă, necostisitoare şi poate fi folosită la scară industrială”.
Dr. Valeria Nicolosi, membră a echipei de cercetători, descria, pentru Research Information Centre al Comisiei Europene metoda folosită: „Metoda noastră este ieftină, are un randament ridicat şi o productivitate foarte mare. În numai câteva ore, din doar un miligram de material, putem realiza milioane de nano-foi cu grosimea de numai un atom”.
Ea a mai arătat că aceste materiale noi vor putea fi folosite pentru viitoarea generaţie de baterii electrice cunoscută sub numele de supercapacitori, care pot elibera energia de mii de ori mai rapid decât bateriile standard, făcându-le utile pentru o serie de aplicaţii, cum ar fi automobilele electrice. Multe dintre materialele bidimensionale (cu grosime monoatomică) au rezistenţă mecanică deosebită şi vor putea fi folosite pentru a produce materiale compozite superrezistente, care ar putea fi folosite în diverse aplicaţii, cum ar fi industria aerospaţială.
Profesorul Jonathan Coleman, cercetător principal la CRANN a adăugat: „Cred că dintre noile materiale pe care le-am obţinut cele mai importante sunt cele care au proprietăţi termoelectrice” acestea „atunci când sunt integrate în anumite dispozitive pot genera electricitate din căldură”. Dr. Coleman a oferit şi câteva exemple în acest sens.
Termocentralele pe gaz pierd 50% din energia produsă prin căldura risipită în mediul înconjurător în timp ce pentru cele pe cărbune pierderea este de 70%. „Dezvoltarea de dispozitive termolectrice eficiente ar permite reciclarea ieftină a acestei energii pierdute până acum”, arăta dr. Coleman.
Trebuie să mai precizăm că premiul Nobel din anul 2010 a fost acordat pentru lucrări ştiinţifice legate tot de un material bidimensional: grafena. Grafena este interesantă pentru oamenii de ştiinţă deoarece are calităţi electronice şi mecanice deosebite, care nu se regăsesc cristalul din care provine: grafitul. În mod similar este de aşteptat ca materiale bidimensionale obţinute pe baza noii tehnologii să ne ofere posibilităţi extraordinare.
