Il grafene è un singolo strato atomico di atomi di carbonio disposti in un reticolo esagonale bidimensionale. È stato isolato per la prima volta in 2004 e da allora ha affascinato ricercatori e industrie grazie alla sua forza eccezionale, flessibilità, e conduttività.
I metodi di produzione includono l'esfoliazione meccanica, deposizione di vapori chimici (CVD), e riduzione chimica dell'ossido di grafene. Ogni metodo ha i suoi vantaggi e limiti, influendo sulla qualità, misurare, e costo dei fogli di grafene prodotti.
Mentre il grafene puro sembra essere relativamente non tossico, sorgono preoccupazioni quando si tratta dei bordi dei fogli di grafene e delle particelle più piccole di ossido di grafene, che possono comportare rischi per la salute se inalati. La ricerca in corso mira a chiarire gli impatti sulla salute a lungo termine dell’esposizione al grafene.
SÌ, i progressi nella CVD e in altre tecniche hanno consentito la produzione di grafene su scala più ampia. Tuttavia, produrre alta qualità, il grafene su vasta area rimane costantemente una sfida.
Il prezzo del grafene varia ampiamente in base al metodo di produzione e alla qualità. Man mano che le tecniche di produzione migliorano e la scala aumenta, si prevede che il costo diminuirà, rendere il grafene più accessibile per applicazioni diffuse.
Nella sua forma pura, il grafene non è magnetico. Tuttavia, attraverso il doping o la vicinanza a materiali magnetici, il grafene può mostrare un comportamento magnetico, aprendo possibilità nella spintronica e in altre applicazioni magnetiche.
L'aerogel è un ultraleggero, solido poroso costituito da una rete di particelle solide collegate in una matrice tridimensionale con aria che riempie gli spazi. È stato creato per la prima volta nel 1931 ed è spesso descritto come "fumo ghiacciato" per il suo aspetto etereo.
Gli aerogel sono caratterizzati dalla loro bassa densità, elevata porosità, eccellenti proprietà di isolamento termico e acustico, trasparenza ottica, e idrofobicità variabile. Queste caratteristiche rendono gli aerogel adatti ad un’ampia gamma di applicazioni.
Gli aerogel sono utilizzati nell'isolamento degli edifici, ingegneria aerospaziale, pulizia della fuoriuscita di petrolio, catalisi, vestiario, equipaggiamento militare, ed elettronica, tra gli altri campi. Le loro proprietà uniche consentono soluzioni innovative in aree che richiedono materiali leggeri ma efficaci.
Il costo dell'aerogel può variare in modo significativo in base al tipo, misurare, e quantità. Sebbene inizialmente piuttosto costoso, i progressi nel settore manifatturiero stanno riducendo i costi, rendere l’aerogel più economicamente sostenibile per l’uso commerciale.
Il riciclaggio degli aerogel presenta sfide tecniche a causa della loro struttura complessa. Tuttavia, sono in corso sforzi per sviluppare metodi di riciclaggio per ridurre i rifiuti e migliorare la sostenibilità nell’uso degli aerogel.
Mentre gli aerogel sono generalmente considerati sicuri, è necessario adottare precauzioni durante la manipolazione per evitare l'inalazione di polvere, che possono causare problemi respiratori. Si raccomandano protocolli di sicurezza adeguati quando si lavora con gli aerogel.