Il grafene è tra i materiali oggi più studiati in tutto il mondo, sia a livello scientifico sia industriale. Primo materiale bidimensionale, questo singolo strato di atomi di carbonio disposti in un reticolo esagonale, ha una serie di proprietà uniche ed eccezionali. Oltre ad essere il materiale più resistente, più leggero e più sottile di qualsiasi altro il grafene è flessibile, impermeabile ed elettricamente e termicamente conduttivo: tutte proprietà adatte per le antenne NFC di prossima generazione.
‘Near-Field Communication‘ (NFC)
La cosiddetta ‘Near-Field Communication‘ (NFC) è un insieme di protocolli di comunicazione che consente a due dispositivi elettronici di trasferire i dati. La caratteristica più distintiva della NFC è il fatto che può trasmettere piccole quantità di dati in modalità ‘wireless’ entro un’area limitata, mentre altri metodi, come ad esempio bluetooth e wi-fi, hanno una vasta distanza di trasmissione fino a 10 o addirittura 100 metri. Il motivo per cui la tecnologia NFC è usato per identificare oggetti è che, con un simile range di trasmissione breve, è più sicura e meno vulnerabile contro la possiblità di furto dei dati. I suoi campi di applicazione sono il monitoraggio e la gestione di inventari, di beni e risorse, i sistemi di pagamento contactless, le carte di sicurezza e il social networking.
Ricercatori dell’Istituto per la sintesi organica e la fotoreattività del Cnr, partner di ricerca del progetto europeo Flagship Graphene, hanno mostrato che è possibile utilizzare grafene per la produzione di antenne per trasmissioni NFC completamente flessibili. Grazie alla combinazione di caratterizzazione dei materiali, modellazione informatica e ingegneria del dispositivo, è stata progettata un’antenna che può scambiare informazioni con dispositivi di comunicazione come un telefono cellulare, ottenendo le prestazioni di antenne metalliche convenzionali. Le antenne NFC a base di grafene sono chimicamente inerti, altamente resistente a migliaia di cicli di curvatura e possono essere depositate su diversi substrati polimerici standard o tessuti di seta.
Vincenzo Palermo, che coordina le ricerche sui compositi polimerici nel progetto Flagship Graphene e guida il laboratorio di nano-chimica presso l’Isof-Cnr , dice: “Un obiettivo chiave per la tecnologia moderna è quello di sostituire i metalli con materiali più leggeri, meno costosi meno dispendiosi di energia e con una maggiore riutilizzabilità. Grazie alla sua unica combinazione di proprietà superiori, il grafene può essere usato per produrre antenne NFC completamente flessibili. La possibilità di produrre antenne NFC basate su grafene completamente flessibile fa prevedere anche future applicazioni come etichette (tag) NFC indossabili in grado di interagire con smartphone e altri dispositivi. Abbiamo sviluppato un’antenna NFC con diversi derivati del grafene. Sono stati studiati e testati diversi progetti, materiali e configurazioni. L’antenna di grafene è stata laminata su diversi substrati come PET, PVC, Kapton, inoltre è stata realizzata una antenna al grafene su una sorta di una carta-seta indossabile. Questa tecnologia potrebbe essere ulteriormente sviluppata nel campo dell’elettronica flessibile e delle tecnologie di comunicazione.”
I diversi prototipi NFC flessibili al grafene stati testati con uno smartphone attraverso una applicazione per NFC della STMicroelectronics (anche’essa partner della Flagship Graphene) mostrando una buona funzionalità sia nella configurazione piatta sia in quella fissata su oggetti curvi.
“Abbiamo dimostrato che, se questo approccio è eseguita nel modo giusto, le antenne di grafene possono essere utilizzate direttamente in dispositivi di lavoro, senza ulteriori operazioni di ottimizzazione, ad esempio, software o hardware dei dispositivi interagenti. Infine, alcuni completamente di lavoro di grafene smart card erano preparati per essere utilizzate come chiavi elettroniche, biglietti da visita e altri tipici NFC applicazioni. Saremo presenti alla fiera Composites Europe 2016, Messe Du?sseldorf, per trovare nuova collaborazione industriale per sviluppare il grafene basato antenne NFC in produzione su larga scala“, dice Vincenzo Palermo.
