Giovani ricercatori incentrati sul grafene: domande e risposte con la Dott.ssa Maria Giovanna Pastore Carbone

Graphene-Info è felice di dare il palco a giovani ricercatori di talento sul grafene, in particolare a quelli con impegno e passione come la Dott.ssa Maria Giovanna Pastore Carbone, che ha accettato di chiacchierare con noi e rispondere ad alcune domande sul suo background, lavoro e collaborazione con l'ammiraglia del grafene.

Maria-Giovanna (a destra) nel laboratorio di FORTH, con il collaboratore Christos Pavlou

La Dott.ssa Maria Giovanna Pastore Carbone è un'ingegnere dei materiali italiana, assegnista di ricerca presso l'Istituto di scienze dell'ingegneria chimica della Fondazione per la ricerca e la tecnologia Hellas (FORTH/ICEHT). Lavora sul grafene dal 2015 e si è unita al Graphene Flagship nel 2017. La sua attuale ricerca nell'ambito del progetto Graphene Flagship è focalizzata sull'integrazione del grafene e dei materiali correlati per lo sviluppo di sistemi multifunzionali (come quelli leggeri compositi per applicazioni di schermatura EMI e rivestimenti per la protezione dalle radiazioni UV-vis e dalla permeazione di gas/vapori), con particolare attenzione al loro rapporto struttura/proprietà.

Q: Grazie per questa intervista, dottor Carbone! È stato un piacere conoscerti. Sappiamo che sei coinvolto nella ricerca sul grafene dal 2015, puoi darci una rapida panoramica dei tuoi interessi e progetti di ricerca sul grafene?UN: Durante i miei studi di dottorato e nella mia precedente carriera post-doc presso l'Università di Napoli Federico II, ho sviluppato un approccio olistico multiscala per lo studio delle proprietà funzionali e strutturali di materiali multifase - principalmente polimeri e compositi - che si basa sull'uso della spettroscopia vibrazionale, consentendo la correlazione di tali proprietà su scala macro, micro e nanometrica. Ero davvero interessato a sfruttare ed estendere questo approccio a nuovi materiali, e il “materiale delle meraviglie” rappresentava il caso più interessante. Così mi sono trasferito in Grecia per unirmi al FORTH Graphene Center nel 2015 per studiare la meccanica dei fogli di grafene utilizzando strumenti nanomeccanici combinati con la spettroscopia Raman. Questo primo approccio con il grafene è avvenuto nell'ambito di un progetto ERC (Tailor Graphene, guidato dal Prof. Costas Galiotis), dove ho potuto cogliere l'opportunità (e prendermi la libertà!) di ampliare le mie conoscenze sulle proprietà del grafene bidimensionale materiali e come questi possano essere tradotti in applicazioni nel mondo reale.

In realtà, come ingegnere, sono sempre stato incuriosito dall’idea di progettare nuovi materiali per lo sviluppo di prodotti intelligenti. Quindi ho iniziato a occuparmi dello sviluppo di compositi polimerici a base di grafene e nel 2017 ho iniziato la mia ricerca nell'ambito della Graphene Flagship. Ad esempio, ho sviluppato sensori di deformazione utilizzando elastomeri commerciali rivestiti con nanopiastrine di grafene che hanno la capacità di rilevare i movimenti del corpo, schiume nanocomposite morbide e comprimibili con conduttività elettrica regolabile e nanolaminati di polimeri di grafene indipendenti per la schermatura delle interferenze elettromagnetiche (EMI).

D: La tua ricerca attuale è focalizzata su sistemi multifunzionali potenziati con grafene. Puoi spiegare come viene utilizzato il grafene? Quali sono i risultati e gli obiettivi attuali della ricerca?UN: Il grafene possiede una combinazione unica di proprietà chimico-fisiche e, alla luce di ciò, rappresenta un eccezionale abilitatore per tecnologie innovative. Le proprietà intrinseche dei materiali legati al grafene possono fornire funzionalità aggiuntive ad altri materiali, aggiungendo conduttività elettrica o termica, diminuendo il peso o aumentando la resistenza meccanica. Un esempio davvero impressionante di ciò (ovvero di come il grafene può fornire diverse multifunzionalità) è rappresentato dal concetto di nanolaminato di grafene CVD. Attualmente, nell'ambito di Graphene Flagship - WP14 “Composites”, sto lavorando allo sviluppo e allo scale-up di nano-laminati di grafene/polimero CVD, costituiti da fogli continui di grafene di grandi dimensioni separati da sottili strati polimerici, che incidono - in un unico materiale – una combinazione stimolante di proprietà, ovvero elevata efficacia di schermatura EMI, bassa densità, spessore ridotto e integrità meccanica. Questo è ancora un impegno attuale in numerosi campi come quello aerospaziale, automobilistico e, persino, dell’elettronica.