Membrane di grafene porose tridimensionali: crescita mediante CVD e proprietà elettromeccaniche

Le schiume di grafene, network tridimensionali di fogli di grafene interconnessi caratterizzati dall'elevata porosità, cresciute tramite Deposizione Chimica da Fase Vapore (CVD) negli ultimi anni sono state oggetto di intenso studio a causa della loro elevata superficie efficace, delle grandi proprietà conduttive e della buona integrità strutturale. In questa tesi vengono riportati i risultati sperimentali di misure meccaniche ed elettromeccaniche, ovvero misure elettriche durante stress meccanici, eseguite su schiume di grafene cresciute tramite CVD e infiltrate con il polimero PDMS. In particolare l'obiettivo del lavoro è stato quello di caratterizzare il comportamento elettromeccanico di questi sistemi compositi con lo scopo di utilizzarli in applicazioni di sensoristica piezoresistiva. Nel primo capitolo, dopo una parte dedicata alla descrizione della struttura cristallina e di quella a bande del grafene, vengono descritte le proprietà elettriche e meccaniche di questo materiale. Il secondo capitolo è dedicato alla presentazione delle tecniche e degli apparati sperimentali utilizzati in questo lavoro: la tecnica CVD per la sintesi del materiale, la microscopia SEM e la spettroscopia Raman per la caratterizzazione morfologica dei campioni e lo strumento utilizzato per lo studio delle proprietà meccaniche delle schiume di grafene. Nel terzo capitolo vengono descritte in dettaglio le procedure di crescita seguite su due diversi tipi di substrato: schiume commerciali di nichel e template di nanoparticelle di nichel e ossido di nichel. Nel quarto capitolo vengono presentati i risultati sperimentali relativi alle misure meccaniche in trazione e in compressione e alle misure elettromeccaniche eseguite sui campioni sintetizzati. Infine nelle conclusioni, dopo un riassunto del lavoro svolto e dei risultati raggiunti, vengono delineate le prospettive applicative dei materiali prodotti e le attività in corso relative alla loro caratterizzazione e al loro impiego.