Funzionalità avanzate nel rivestimento dei metalli: il ruolo innovativo di grafene e nitruro di boro

Andrea Gamucci, BeDimensional
al convegno Nanotecnologie 2023 durante P&E Milano Coating Days

BeDimensional è un’azienda che nasce come spin-off dei Graphene Labs dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova, specializzata nella produzione di cristalli bidimensionali a pochi strati atomici e nel loro impiego in soluzioni tecnologiche innovative

Il grafene è il primo e più conosciuto materiale bidimensionale costituito da un singolo strato di atomi di carbonio disposti in forma esagonale. Si tratta quindi di uno strato piatto di materiale definibile come la più piccola unità che compone la grafite che, sebbene simile per etimologia, presenta caratteristiche molto diverse dal grafene, uno dei materiali più resistenti al mondo nonostante la sua straordinaria flessibilità, oltre a essere un perfetto conduttore di elettricità e calore, lubrificante e barriera per le molecole.
Il nitruro di boro esagonale è anch’esso un cristallo industrialmente conosciuto nella sua versione “tridimensionale” e che BeDimensional trasforma nella versione a due dimensioni, con una struttura a nido d’ape di atomi di boro e azoto. La versione 2D viene spesso definita “grafene bianco” per la sua forma e per proprietà fisiche assimilabili al grafene, nonostante non sia a base di carbonio. È un materiale versatile particolarmente apprezzato per la sua resistenza alle alte temperature, la conduttività termica e le proprietà meccaniche.
BeDimensional ha brevettato una tecnologia produttiva con controllo atomico in grado di produrre entrambi i cristalli bidimensionali citati, di alta qualità ma allo stesso tempo competitivi in termini di costi, che utilizza come additivi nella composizione di vernici, oli, polimeri e anodi per batterie agli ioni di litio, implementandone le prestazioni.
Al contrario di quelli già disponibili in commercio, i materiali 2D di BeDimensional sono costituiti da meno di 10 strati atomici con un’elevata area funzionale che si riflette in bassissimi livelli di dosaggio, con caratteristiche prestazionali molto più simili al monostrato di grafene piuttosto che alla grafite.
L’azienda è equipaggiata con laboratori stato dell’arte in grado di supportare i propri clienti nella formulazione di inchiostri e vernici funzionali, rivestimenti intelligenti, paste con prestazioni elettriche, termiche e di barriera regolabili e lubrificanti con proprietà superiori; oltre che realizzare materiali termoplastici con una resistenza all’impatto 10 volte superiore grazie all’introduzione dei cristalli 2D.
BeDimensional ha implementato la produzione su scala industriale di grafene e nitruro di boro esagonale a pochi strati atomici, arrivando nel corso del 2024 ad una capacità produttiva di più di 3 tonnellate/anno, con l’obiettivo di scalarla ad alcune decine di tonnellate/anno già a partire dal 2026. Si tratta dei primi impianti a livello globale capaci di produrre quantità industrialmente rilevanti di cristalli due-dimensionali con lo spessore atomico.