Grafene – cos'è? Applicazione del grafene nei sistemi di riscaldamento

In questo articolo daremo un'occhiata a uno dei materiali più affascinanti, il grafene. Cos'è e quali sono le sue proprietà? Quali applicazioni del grafene sono attualmente in fase di studio e implementazione nei sistemi di riscaldamento? Vi invitiamo a leggere.

Grafene – cos'è e come si forma? Introduzione all'argomento

Il carbonio è uno degli elementi chimici. È importante notare che si presenta in diverse strutture, chiamate varietà allotropiche, come diamante, grafite, fullereni e appunto grafene. Allotropia del carbonio è un argomento affascinante, e ogni sua varietà ha proprietà uniche.

Il grafene è un materiale monostrato composto da atomi di carbonio disposti in una struttura simile a un alveare. È importante notare che è una varietà di carbonio, simile alla grafite, ma con uno spessore di soli un atomo.

I processi di lavorazione del grafene, come la delaminazione, gli ultrasuoni e il trattamento al plasma, controllano il processo di degradazione della grafite, creando fiocchi di grafene. Sebbene il metodo di delaminazione consenta la produzione di fiocchi di grafene di alta qualità, non è tuttavia adatto alla produzione industriale su larga scala. D'altra parte, le tecniche di trattamento al plasma e ad ultrasuoni consentono di produrre quantità significative di ossido di grafene, ossido di grafene ridotto e nanostrutture di grafene.

Grafene – proprietà e applicazione

Le proprietà del grafene lo rendono un materiale con un enorme potenziale. La sua struttura monostrato gli conferisce un'eccellente conduttività elettrica e termica, rendendolo un candidato ideale per applicazioni in vari settori, incluso il riscaldamento.

Cosa distingue ulteriormente il grafene? Le proprietà che vale la pena conoscere sono:

• caratterizzato da bassa resistenza,
• mostra un'elevata mobilità degli elettroni a temperatura ambiente, assumendo solo la dispersione su fononi;
• raggiunge una velocità di flusso degli elettroni pari a 1/300 della velocità della luce,
• è praticamente trasparente – uno strato spesso un atomo assorbe solo il 2,3% della luce bianca,
• possiede oltre 100 volte la resistenza dell'acciaio dello stesso spessore, ed è anche abbastanza flessibile da poter essere allungato senza danni fino al 20%;
• una membrana realizzata in ossido di grafene è impermeabile ai gas, anche agli atomi di elio, mentre consente il passaggio completo dell'acqua (H2O). Questo apre la possibilità di utilizzare il grafene per la filtrazione a temperatura ambiente, ad esempio per aumentare la concentrazione di alcol senza la necessità di utilizzare la distillazione tradizionale o il processo di congelamento.

Di conseguenza, anche l'applicazione del grafene è ampia e variegata. Questa varietà di carbonio, come eccellente conduttore elettrico, è utilizzata nella produzione di circuiti elettronici rapidi ed efficienti. Tuttavia, questo è solo la punta dell'iceberg, poiché questo elemento ha il potenziale di trasformare ulteriormente molti aspetti della salute, dell'edilizia e della grafica. Il grafene in medicina è utilizzato, ad esempio, per la diagnostica e la rigenerazione dei tessuti.

L'ossido di grafene può fungere da additivo per materie plastiche e trovare applicazione in polimeri rinforzati con fibra di vetro, oltre che nel cemento, al fine di aumentarne la resistenza e la conduttività termica. Inoltre, diverse forme di materiali grafenici sono adatte per l'uso in rivestimenti protettivi. Le proprietà e l'applicazione del grafene includono anche la grafica. I ricercatori hanno sviluppato con successo una tecnica efficace per applicare il grafene su pellicole, utilizzando una tecnologia innovativa a piastre che consente di trasferire grafene di alta qualità su aree di grande superficie.

Grafene – applicazione nei sistemi di riscaldamento

Le ultime applicazioni del grafene nel riscaldamento sembrano essere un'idea eccellente, poiché questa varietà allotropica di carbonio conduce molto bene il calore. Il grafene consente di creare strutture di riscaldamento flessibili, che possono adattarsi facilmente alla forma delle superfici su cui vengono applicate. Questa flessibilità permetterebbe un riscaldamento più preciso e uniforme di diverse aree.

Inoltre, il grafene nel riscaldamento consente di raggiungere più rapidamente la temperatura desiderata. Grazie all'eccellente conduttività termica, i sistemi basati sul grafene possono distribuire efficacemente il calore, eliminando la necessità di lunghe attese per raggiungere la temperatura ottimale nella stanza.

Proprietà e applicazione del grafene nelle pellicole riscaldanti – una visione non realizzata?

La visione di pellicole riscaldanti flessibili con matrice di grafene, che possiamo posizionare su superfici di qualsiasi forma, è molto attraente e provoca riflessioni. Tuttavia, è reale? Già ora, su aste online e nei negozi, è possibile trovare prodotti contrassegnati come pellicole riscaldanti con grafene. Le domande ai venditori di questi dispositivi riguardo alla quantità di grafene presente nella matrice rimangono purtroppo senza risposta. Perché?

Non è altro che una strategia di marketing, e Termofol, come esperto nel campo delle tecniche di riscaldamento moderne, è in grado di dimostrarlo. Basta guardare il prezzo del materiale. Attualmente varia da 50 a 200 dollari per grammo di grafene. Si può quindi immaginare che il prezzo di una pellicola riscaldante con matrice di grafene costerebbe molte volte di più rispetto a quella disponibile, ad esempio, nel negozio Termofol. Ad esempio, presentiamo l'offerta di uno dei negozi online per una "pellicola riscaldante a infrarossi in grafene", il cui costo è di 428 zloty. Se in questo dispositivo c'è davvero del grafene, è così poco che la sua presenza non cambia sicuramente nulla.

Sistemi di riscaldamento Termofol. Riepilogo

Il grafene in Polonia ha un certo fascino straordinario, poiché alcuni anni fa è diventato oggetto di intenso interesse da parte dei media. Oggi molte aziende specializzate nella vendita di pellicole riscaldanti sfruttano la "fama" di questa varietà di elemento per promuovere i propri prodotti come i più moderni ed efficienti.

È un dato di fatto che l'applicazione del grafene nelle pellicole riscaldanti è degna di nota, tuttavia attualmente il prezzo di questa materia prima è così elevato che un ampio utilizzo diventa semplicemente non conveniente. Pertanto, se stai cercando una soluzione redditizia, comoda e soprattutto realistica, visita il negozio di pellicole riscaldanti Termofol.