l’ossido di grafene è un composto di colore scuro e di natura opaca fatto di ossigeno, in quantità variabile, carbonio e un numero ridotto di idrogeno. E’ stato studiato attentamente solo a partire dal 1859 per volontà del chimico inglese Brodie che studiò la presenza in natura della grafite a fiocchi composta da un elevato numero di atomi di ossigeno. Egli fece esperimenti con l’acido nitrico fumante e il clorato di potassio. Nel suo studio sul grafite e i suoi derivati scoprì che essi si disperdevano facilmente nell’acqua ma non in ambienti acidi. Gli studi successivi servirono per descrivere le caratteristiche strutturali del grafene e i suoi risultati sperimentali. Le ricerche, con tecniche collaudate, portarono alle applicazioni energetiche del grafene nei vari laboratori chimici con mezzi anche di compressione. Si è scoperta la elevata elasticità del grafene e la sua struttura stratificata. Come mezzo di compressione o reagente si è usato l’azoto. Gli esperimenti hanno permesso di modulare le proprietà elettriche del grafene e di produrre un ossido di grafene con proprietà termiche ridotte. Si sono scoperte le proprietà spettroscopiche dell’ossido di grafene.
L’ossido di grafene su ottiene con la ossidazione del grafite. Per la ossidazione ci sono tre tecniche, quella con agente ossidante, quella con cella elettrolitica, quella con la torica di plasma. I derivati del grafite furono studiati nel XIX secolo e nel XXI con applicazioni scientifiche e tecniche. Le variazioni dipendono dal tipo di ossidazione, dalla temperatura, dai diversi agenti ossidanti. Si può modulare il livello di ossidazione e ci sono vari gradi come mostra la lavorazione industriale che produce materiali composti. Nel metodo della torcia al plasma non si usano solventi. Sono stati adottati vari metodi sperimentali e portati avanti molti studi teorici.
L’ossido di grafene è disperdibile in acqua, è un cattivo conduttore, è isolante, dotato di fluorescenza infatti è usato nel campo biomedico per la cura del cancro e dell’HIV. E’ sfruttato con varie applicazioni in chimica, fisica, medicina e ingegneria. La sua struttura lamellare, le sue proprietà isolanti e elettriche sono di ampio utilizzo nel campo della elettronica. Si usa per i materiali plastici, per i dispositivi elettronici, per la rimozione di arsenico nell’acqua. Il suo potere assorbente è sfruttato per i sistemi di purificazione delle acque. Elimina impurità e radiazioni. le sue potenzialità sono notevoli e non è una sostanza inquinante. L’ossido di grafene può essere un nodo di collegamento fra i metalli e le strutture organiche. il metodo di sfruttamento del grafene si è migliorato negli ultimi quaranta anni grazie al controllo della temperatura e all’aggiustamento del grado di ossidazione. Alcuni esperimenti hanno verificato la reattività all’alta pressione e hanno cercato di verificare la stabilità strutturale in pressione. In chimica è stato sfruttato e analizzato il suo potere isolante. L’ossido è funzionalizzante a una grande quantità di molecole.
Ci sono varie tecniche per sfruttare l’alta pressione e l’irraggiamento. Si studiano i comportamenti dell’ossido in presenza di acqua, alcol e altre sostanze polari. Di recente sono stati condotti molti esperimenti con varie tecniche per studiare la conducibilità dell’ossido di grafene. Sono stati scritti molti trattati e testi. L’ossido di grafene ha avuto un notevole sviluppo su scala industriale.
Ester Eroli