IT201600075854A1 - Process for the preparation of graphene dispersions - Google Patents

Process for the preparation of graphene dispersions

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cellulose acetate
alcohol
preparation
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Pietro Cataldi
Ilker Bayer
Athanasia Athanasiou
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Fondazione St Italiano Tecnologia
Univ Degli Studi Genova
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Description

“Processo per la preparazione di dispersioni di grafene”
CAMPO TECNICO
La presente divulgazione riguarda un processo per la preparazione di dispersioni di grafene, adatte per essere usate come inchiostri per materiali compositi che sono impiegati nel campo dell’elettronica pieghevole.
STATO DELL’ARTE
I recenti sviluppi nel campo dell’elettronica hanno generato un crescente bisogno di materiali nuovi ed innovativi. Da un lato, i materiali conduttori flessibili sono fondamentali per l’elettronica pieghevole, non solo per l’elettronica di consumo ma anche per la medicina elettro-diagnostica; dall’altro lato, la diffusa presenza di dispositivi ad alta frequenza per diverse applicazioni, come ad esempio controlli di sicurezza, astronomia, imaging, analisi chimiche, dispositivi ricevitori e trasmettitori wireless, microonde, telefoni cellulari, radio, ecc. ha portato la necessità di materiali schermanti altamente efficienti nell'intervallo delle frequenze Terahertz. In questo contesto, diversi materiali conduttori elettrici flessibili sono stati sviluppati finora e sono ora commercialmente disponibili. Alcune volte, essi sono materiali compositi multistrato costituiti da una matrice plastica sintetica e grafene, la quale è adatta ad essere applicata, attraverso diversi metodi (per esempio “drop casting, spin coating, inkjet printing”) su substrati di diversa natura. Il principale svantaggio dei materiali attualmente disponibili è che la maggior parte di essi implica un passaggio di ricopertura del composito polimero-grafene su substrati, ma scarsa adesione, scheggiatura del materiale ricoperto ed altre rilevanti proprietà meccaniche possono spesso essere una forte limitazione. Un altro problema rilevante emerge quando compositi elettrico conduttori devono essere smaltiti: la maggioranza dei materiali impiegati come matrice (per esempio polimeri ricavati dal petrolio come il polistirene) o come substrato (per esempio plastica e metalli), possono essere tossici e pericolosi se maneggiati incorrettamente, poiché essi impiegano tempi lunghi per degradare (fino a 1000 anni per alcune plastiche).
Al fine di superare questi problemi, una soluzione interessante è fornita dai materiali conduttori elettronici pieghevoli fatti di compositi biocompatibili aventi una velocità di biodegradazione variabile a piacere, che trovano anche diretta implementazione in chirurgia e nell’ imballaggio di alimenti. Uno dei polimeri più promettenti per queste applicazioni è la cellulosa, la quale è tra i polimeri biodegradabili e biocompatibili più abbondanti ed è già impiegata con successo sotto forma di fibra o filamento come rinforzo per diversi polimeri sintetici e biopolimeri.
Inoltre, il suo uso come supporto nell’elettronica stampabile basata su carta ha recentemente guadagnato importanza insieme alla sua potenziale applicazione come matrice biocompatibile, flessibile e pieghevole per materiali compositi. Ad esempio, un nanocomposito flessibilie avente una dispersione uniforme all’interno di una matrice tridimensionale di cellulosa batterica è stata ottenuta da Kiziltas et al. ( Carbohydrate Polymers. 2016, 136, 1144-1151) per immersione di un’altamente rigonfiata cellulose batterica tipo-gel in una beuta contenente una dispersione di platelet di grafene in alcol isopropilico.
Una strategia comune per ridurre il tempo per disperdere il grafene, che è normalmente dell’ordine di ore anche quando ultrasonicato, è l’uso di un agenti disperdenti. In precedenza, gli inventori del processo qui presentato sono riusciti ad impregnare un network di fibra di cellulosa con una dispersione di nanoplatelet di grafene in cloroformio comprendente come agente disperdente un polimero commerciale composto da amido e poliesteri alifatici, chiamato Mater-Bi<®>(Cataldi et al. Advanced Electronic Materials 2015, 1 , 1500224)
Un altro ben noto disperdente per il grafene è l’acetato di cellulosa come riportato da Nakamura et al. in EP2883907.
Anche Stolyravov et al. in WO2014/210584 hanno ottenuto un polimero composito avente una matrice polimerica integrata ad una dispersione di grafene in triacetato di cellulosa. La dissoluzione del disperdente triacetato di cellulosa è ottenuta con tecniche comuni, ad esempio impiegando un solvente combinato con ultrasonicazione per un tempo tra 30 e 60 minuti. Considerando lavori in letterature, l’attuale processo per la preparazione di dispersioni di grafene per materiali compositi pieghevoli e biocompatibili richiede lunghi periodi (diverse ore), consumo di energia (agitazione ed ultrasonicazione) e spesso solventi clorurati. Quindi c’è un forte bisogno in questo campo di processi alternativi per la preparazione di materiali compositi pieghevoli e biocompatibili, che risparmino energia e siano più eco-sostenibili.
RIASSUNTO DELL’INVENZIONE
La presente divulgazione si riferisce ad un processo per la preparazione di una dispersione di grafene, caratterizzata da un ridotto consumo di energia e tempo. La divulgazione riguarda anche un processo per la preparazione di un materiale composito comprendente detta dispersione di grafene (o nanoplatelet di grafene). La divulgazione inoltre si riferisce ad un materiale composito comprendente nanoplatelet di grafene uniformemente dispersi ed il loro uso per la produzione di dispositivi elettronici. In un’ulteriore aspetto, la divulgazione si riferisce anche ad una soluzione intermedia di acetato di cellulosa ottenuta attraverso il processo divulgato.
DESCRIZIONE DELLE FIGURE
La figura 1 mostra un’analisi termogravimetrica comparativa di film di acetato di cellulosa pura ed il materiale composito ottenuto attraverso il processo della divulgazione a differenti concentrazioni di nanoplatelet di grafene. In a) è possibile apprezzare la perdita di peso percentuale come funzione della temperatura, mentre in b) sono riportate le misure della derivata prima della curva perdita di peso rispetto alla temperatura.
La figura 2 mostra un grafico semi-logaritmico in cui è riportata la resistenza superficiale dei campioni ottenuti contro la percentuale in peso dei nanoplatelet di grafene aggiunti.
La figura 3 riporta i risultati dei test di resistenza al piegamento del materiale composito della divulgazione: il grafico mostra la variazione della resistenza superficiale in funzione del numero di cicli di piegamento.
La figura 4 riporta i risultati dei test di resistenza all’abrasione dei materiali compositi della divulgazione: il grafico mostra la variazione della resistenza superficiale in funzione del numero di cicli di abrasione.
La figura 5 mostra le proprietà di schermatura elettromagnetica del materiale composito ottenuto a diverse frequenze nell'intervallo dei THz.
La figura 6 mostra i test comparativi tra un elettrodo per elettromiografia commercialmente disponibile ed un prototipo fatto usando il materiale composito della presente divulgazione.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’ INVENZIONE
Per gli scopi della presente divulgazione, i seguenti termini sono da intendersi come aventi il seguente significato.
“Biodegradabile” è qui definito come un materiale capace di essere decomposto da batteri o altri organismi viventi.
“Biocompatibile” è qui definito come non nocivo o tossico per i tessuti viventi.
“Porosità” è qui definita come la dimensione media dei vuoti o pori (volumi aperti) all’interno del materiale. Nella presente applicazione, un materiale è considerato un materiale poroso quando avente una porosità di almeno 5 micron.
“Network di cellulosa porosa (PCN)” è qui definito come un tipo di cellulosa simile alla carta per stampa “unsized” (non riempita) in tutti i suoi attributi strutturali inclusi spessore, fibra dei pori, dimensioni.
“Piegabile” è qui definito come capace di essere piegato, flesso o distorto senza rompersi sotto carico o pressatura non semplicemente piegando a mano.
In un primo aspetto, la presente divulgazione si riferisce ad un processo per la preparazione di una dispersione di grafene comprendente i seguenti passaggi:
i) Provvedere fiocchi o polveri di acetato di cellulosa
ii) Rigonfiare l’acetato di cellulosa in un alcol avente da 1 a 3 atomi di carbonio;
iii) Aggiungere anidride acetica pura (>98%) in un intervallo di concentrazione da 30 a 50% in peso riferito al peso totale della miscela;
iv) Aggiungere i nanoplatelet di grafene.
Il processo qui descritto fornisce una soluzione alla lentezza del passaggio di dissoluzione dei disperdenti di grafene nella preparazione delle dispersioni di grafene.
II processo raggiunge questo risultato grazie alla combinazione unica dei passaggi ii) e iii) in cui, inizialmente, i fiocchi o polveri di acetato di cellulosa sono rigonfiati in un alcool avente da 1 a 3 atomi di carbonio, per pochi minuti e, successivamente, viene aggiunta l’anidride acetica, portando alla dissoluzione dell’acetato di cellulosa in pochi secondi. La particolarità di questo sistema solvente è che l’acetato di cellulosa non è solubile negli alcoli menzionati, infatti esso viene solo rigonfiato. È solo quando l’anidride acetica è aggiunta che l’acetato di cellulosa è dissolto in pochi secondi senza la necessità di agitazione meccanica. La soluzione ottenuta dopo l'aggiunta di anidride acetica è una soluzione trasparente. Ciò che è sorprendente è che, sotto simili condizioni, l’acetato di cellulosa si dissolve in altri ben notti solventi per l’acetato di cellulosa, come ad esempio acetone, acetato di etile o clorometano, in ore e con agitazione meccanica.
Questo è ancora più sorprendente considerando che gli inventori hanno trovato che la dissoluzione della stessa quantità di acetato di cellulosa in una composizione pre miscelata di acido acetico e anidride acetica può prendere fino ad alcune ore.
I fiocchi o polveri di acetato di cellulosa iniziali forniti nel passaggio i) sono entrambi caratterizzati da un’ampia area superficiale. Questo significa che il solvente è più efficace quando la dissoluzione dell’acetato di cellulosa è fatta da fiocchi con area superficiale variabile da 500 m<2>/g a 1600 m<2>/g simili alle aree superficiali trovate nei filtri delle sigarette in acetato di cellulosa invece dei film o placche di acetato di cellulosa.
Nella forma di realizzazione ottimizzata, il processo divulgato è effettuato impiegando acetato di cellulosa avente un grado di acetilazione dal 35% al 60% ma preferibilmente 40%-50% come materiale di partenza.
Il passaggio ii) è effettuato aggiungendo acetato di cellulosa ad un alcol avente da 1 a 3 atomi di carbonio. L’alcol usato nel passaggio ii) è un alcol alchilico lineare o ramificato avente da 1 a 3 atomi di carbonio. Preferibilmente l’alcol è scelto tra alcol metilico, etilico, propilico ed isopropilico e loro miscele. Più preferibilmente l’alcol è alcol etilico.
La caratteristica di questo sistema è che l’acetato di cellulosa non è solubile nell’alcol menzionato ed avviene solo un rigonfiamento dell’acetato di cellulosa. La durata di questo passaggio è di pochi minuti. Nel passaggio iii), l’anidride acetica è aggiunta al sistema alcol-acetato di cellulosa in rigonfiamento in un intervallo di concentrazione tra il 30 e 50% in peso, preferibilmente il 47% in peso, riferito al peso totale della miscela. Il sistema solvente alcol-anidride acetica porta ad un abbassamento della temperatura ed alla dissoluzione dei fiocchi o polveri di acetato di cellulosa rigonfiati in pochi minuti/secondi senza agitazione.
Infine, un’ appropriata quantità di nanoplatelet di grafene (secondo la desiderata conduttività elettrica finale della dispersione di grafene) è aggiunta alla soluzione trasparente ottenuta nel passaggio precedente. In un’ulteriore forma di realizzazione preferita, i nanoplatelet di grafene aggiunti nel passaggio iv) sono in un intervallo di concentrazione tra 8 e 5 % in peso, preferibilmente tra il 15 e 35 % in peso, relativo all’acetato di cellulosa disciolto.
La dispersione di grafene in acetato di cellulosa ottenuta secondo il processo della divulgazione, può essere impiegata come inchiostro conduttore per la preparazione di materiali compositi che necessitano di essere biocompatibili e biodegradabili. I materiali compositi sono preferibilmente usati nel settore dell’elettronica pieghevole.
La presente divulgazione perciò riguarda un processo per la preparazione di un materiale composito comprendente il seguente passaggio aggiuntivo effettuato dopo i sopra descritti passaggi da i) a iv):
v) impregnare una matrice porosa con la dispersione di grafene ottenuta nel passaggio iv).
In una forma di realizzazione preferita, il processo per la preparazione di un materiale composito comprende i passaggi aggiuntivi vi) e vii), eseguiti dopo il passaggio v).
I passaggi sono i seguenti:
vi) trattare il materiale composito del passaggio v) ad una temperatura tra 175 e 225°C;
vii) pulire il materiale composito trattato nel passaggio vi).
Nel passaggio v), l’impregnazione può essere effettuata usando tecniche di impregnazione ben note, come ad esempio “spray, drop casting, spin coating, inkjet printing”.
II trattamento in vi) è finalizzato ad assicurare un’omogenea distribuzione della dispersione di grafene nella matrice di cellulosa e anche a rimuovere possibile solvente residuo.
Il passaggio finale vii) è effettuato sulla superfice del materiale composito applicando comuni tecniche di pulitura, per esempio utilizzando panni per pulitura fino al raggiungimento di una superficie liscia. Questo passaggio finale permette di rimuovere la parte in surplus di dispersione che non è ben integrata nella matrice porosa ed assicura una conduttività isotropica al materiale composito finale.
La matrice porosa preferibilmente utilizzata nel processo della divulgazione è una matrice poroso pieghevole. Più preferibilmente, la matrice porosa è una matrice di cellulosa. Ancor più preferibilmente la matrice porosa è un network di cellulosa porosa (PCN).
Altre matrici che hanno proprietà di assorbimento, consistenza e struttura porosa simile alla PCN, come ad esempio tessuti, stoffe e tessuti nontessuti possono essere usati.
In una forma di realizzazione, la presente divulgazione riguarda anche un materiale composito ottenibile dal processo della presente divulgazione comprendente una matrice porosa, preferibilmente una matrice porosa pieghevole, integrata con nanoplatelet di grafene.
Il materiale composito, in aggiunta alla biocompatibilità e biodegradabilità, mostra anche elevata conducibilità, resistenza al piegamento e all’abrasione. È perciò adatto ad essere usato per la preparazione di elettrodi flessibili, che possono anche trovare applicazione nella medicina elettro-diagnostica, come ad esempio nella tecnica dell’elettromiografia. In questa tecnica, il segnale è normalmente registrato impiegando elettrodi fatti di materiali metallici rigidi (che hanno un costo medio di diverse centinaia di dollari), ma, poiché il corpo umano ha una forma curvilinea, sarebbe utile impiegare un elettrodo flessibile, in grado anche di acquisire il segnale durante un esercizio continuo o il movimento del paziente.
Il materiale composito della divulgazione, essendo flessibile, può adattarsi alla forma del muscolo umano e può anche essere usato su aree del corpo sporche. Inoltre gli elettrodi flessibili fatti di questo materiale composito biodegradabili e quindi facili da smaltire.
Un’ altra possibile applicazione del materiale composito sopra descritto è la preparazione di sottili e leggeri dispositivi di schermatura elettromagnetica (EMI). Per esempio, oggetti che hanno bisogno di essere protetti dalle onde elettromagnetiche possono essere avvolti o impacchettati con il materiale composito pieghevole biodegradabile e biocompatibile della divulgazione.
In un ulteriore aspetto, la presente divulgazione si riferisce anche ad una soluzione intermedia di acetato di cellulosa ottenuta secondo i passaggi da i) a iii) del presente processo, avendo una concentrazione di acetato di cellulosa tra lo 0,5 e il 10% in peso, preferibilmente tra ΙΊ e l’8,5% in peso. La soluzione limpida di acetato di cellulosa ottenuta dopo questo passaggio può essere vantaggiosamente impiegata per la preparazione di altri prodotti: per esempio per formare film, aventi plastiche caratteristiche limpide e trasparenti indipendentemente dalla velocità di evaporazione della miscela solvente; al contrario, con altri solventi, come ad esempio acetone, la velocità di evaporazione può creare film con pori non uniformi e non trasparenti o film offuscati.
ESEMPI
Esempio 1 : Preparazione della dispersione di aratene e spray sulla matrice
La dispersione di grafene agente come inchiostro conduttivo è stata preparata in un solvente binario composto da uguali quantità di etanolo e anidride acetica. La dispersione di acetato di cellulosa e nanoplatelet di grafene è stata preparata mischiando inizialmente l’etanolo (20mL) con il polimero di partenza (1g) e successivamente aggiungendo anidride acetica (20mL). Dopo 5 minuti, per assicurare la completa dissoluzione dell’acetato di cellulosa, i nanoplatelet di grafene sono stati aggiunti alla soluzione con un intervallo di concentrazione da 0,5% a 50% ma preferibilmente da 5% a 30% relativo al peso del biopolimero. La dispersione è stata poi sonicata inserendo una punta che emette onde sonore nella soluzione (750W, 40 % ampiezza, 20KHz, 6 volte per 15 s) e spruzzata sul network di cellulosa porosa (PCN). Dopo lo spray, il trattamento termico di un minuto è stato effettuato usando una pistola a caldo impostata a 220 °C con un flusso d’aria di 250 L/min. Le superfici del campione così preparato sono state pulite con tessuti pulenti per ottenere superfici lisce e rimuovere parte della dispersione che non era ben integrata nella PCN. La procedura è stata realizzata su entrambi i lati del foglio di PCN per assicurare una conduttività isotropica.
Esempio 2 (comprarativo): velocità di dissoluzione dell’acetato di cellulosa in diversi solventi.
La tabella seguente compara la velocità di solubilizzazione dell’acetato di cellulosa (P.M: 30000 con acetilazione del 39,8% in peso) in vari solventi. La concentrazione è 67 mg/mL. Misure fatte a 23 °C e ~ 40% RH.
Tempo di
Solvente soluzione Aspetto Commenti
(min)
Agitazione Acetone 15-20 Clear
meccanica Agitazione Acetato di etile 20-35 Offuscato
meccanica Non dici orometano 5-7 Limpido
necessaria Agitazione dimetilsolf ossido 10-16 Limpido
meccanica Dimetilacetammide Agitazione 10-16 Limpido
(DMAC) meccanica Agitazione Tetraidro furano 8-12 Limpido
meccanica Acido
Non trif luoroacetico 5-8 Limpido
necessaria (TFA)
Metanolo - Anidride Non
0. 3-0 . 8 Limpido
acetica (UT) necessaria Etanolo - Anidride Non
0. 4-1 .2 Limpido
acetica (UT) necessaria Isopropanolo -Non Anidride acetica 0.25-1.1 Limpido
necessaria (ITT)
Esempio 3: Stabilità termica del materiale composito
La stabilità termica del materiale composito ottenuto secondo la presente divulgazione, avendo integrato diverse quantità di nanoplatelet di grafene è stato studiato attraverso analisi termogravimetrica in confronto con un film di acetato di cellulosa puro, come riportato nella Figura 1. Tutti i campioni mostrano un solo passaggio di degradazione e provano una stabilità termica fino a 200 °C. In particolare, CA/PCN è un campione con solo acetato di cellulosa spruzzato sul network di cellulosa porosa (senza grafene), mentre CA+UG10/PCN e CA+UG40/PCN sono campioni spruzzati con la dispersione di grafene rispettivamente di 10 e 40 % in peso di GnPs rispetto all’acetato di cellulosa.
Esempio 4: caratterizzazione delle proprietà elettriche
La dipendenza della resistenza di foglio dalla quantità di nanoplatelet di grafene è stata valutata con misere a quattro punte della resistenza superficiale dello stesso campione a differenti concentrazioni in peso % dei nanoplatelet di grafene nei materiali compositi. Come si può vedere dalla Figura 2, l’ordine di grandezza di 10 Ω/sq è stato raggiunto ad un valore di concentrazione di grafene del 30% in peso.
Esempio 5: Esperimenti di pieghevolezza
Al fine di testare la pieghevolezza del materiale composito, misure a quattro punte sono state effettuate dopo diversi eventi di piegamento completo: lo stesso campione è stato piegato molte volte e dopo ogni evento di piegamento è stata misurata la resistenza. Questo metodo è stato reso più severo e ripetibile schiacciando il materiale durante ogni piegamento con un peso di 5 Kg sul bordo piegato per garantire che una forza costante è applicata sul materiale. Dopo il ventunesimo ciclo, il piegamento è stato continuato a mano. A causa del piegamento, la resistenza superficiale aumenta causando l’aumento del rapporto R/Ro (Ro rappresenta la resistenza di foglio iniziale prima dei cicli di piegamento e Ri rappresenta la resistenza di foglio all’i-esimo evento di piegamento). Come si può vedere dalla Figura 3, la resistenza di foglio ha pressoché raddoppiato il suo valore iniziale dopo 20 eventi di piegamento (piegamento e pressione, quadrati-linee di Figura 3). Questo significa che iniziando da approssimativamente 10 Ω/sq, la resistenza di foglio aumenta a circa 20 Ω/sq; dopo che i cicli di piegamento sono stati completati. Successivamente il valore della resistenza di foglio era stabile (piegamento a mano, punto-linea di Figura 3).
Esempio 6: test di resistenza aN’abrasione
I test di resistenza all’abrasione dei campioni sono stati effettuati usando un disco abrasivo in plastica (Durezza Rockwell M70) sotto 20 KP di pressione usando macchina pulitrice a vibrazione e sono stati condotti trenta cicli di test di abrasione. Come si può vedere dal grafico di Figura 4, la perdita di conduttività come funzione dei cicli di abrasione mostra un comportamento piatto pressoché lineare. Gli aumenti di resistenza sono in media 0.5, 0.8 e 0.7 Ω/sq ogni singolo ciclo, rispettivamente per le concentrazioni testate di 20,30 e 40 % in peso di nanoplatelet di grafene rispetto all’acetato di cellulosa.
Esempio 7: test di schermatura EMI
Il materiale composito ottenuto mostra eccellenti proprietà di schermatura nell'intervallo della frequenze THz, anche se è possibile schermare in altri intervalli di frequenze EM (GHz e MHz). È da notare che un valore di schermatura di 60 dB con un materiale di 70 prn di spessore è stato raggiunto. L’efficacia di schermatura EMI (SE o -T) dei campioni è stata misurata usando un full two-port WR-1.5 (0.5-0.75 THz) vector network analyzer (VNA) costituito da un Agilent N5245 A PNA-X e due estensori di frequenza WR-1.5 (Virginia Diodes, Ine.). La radiazione THz dalla porta 1 del VNA è stata accoppiata alla porta 2 attraverso quattro specchi parabolici fuori asse. Il campione sotto test è stato posizionato sul cammino del segnale THz usando un supporto di posizionamento XYZ per le misure.
Esempio 8: elettrodo per elettromiografia (EMG)
Qui è provata l’eccellente conducibilità elettrica isotopica del materiale composito ottenuto, il quale è usato come elettrodo per EMG flessibile, indossabile, facilmente smaltibile ed economico.
Al fine di preparare l’elettrodo, tre superfici di titanio sono state ricoperte con il materiale composito della presente divulgazione aventi il 40% in peso di nanoplatelet di grafene rispetto all’acetato di cellulosa. Questa è sostanzialmente una combinazione per resistori connessi in serie e la risposta globale è dettato dal resistore più elevato (cioè in questo caso il materiale composito). Gli elettrodi standard per EMG, chiamati Rigido in Figura 6; sono fatti di titanio ed hanno una resistività nell’ordine di 10<'6>-10<'8>ΩΊΤΙ, mentre il materiale composito ha una resistività nell’ordine di 10<'1>-10<' 3>Ω-m: perciò, siccome le due resistenze sono in serie, l’elettrodo flessibile ha, ad in prima approssimazione, la resistenza del materiale da testare (la resistenza del titanio è troppo piccolo per contare). I due elettrodi sono stati piazzati vicino uno all’altro in diretto contatto con un avambraccio umano e sono stati avvolti con un nastro. Il segnale è stato misurato simultaneamente con entrambi gli elettrodi. Attraverso entrambi gli elettrodi è stato possibile acquisire il segnale quando i muscoli erano contratti.
I segnali acquisiti erano pressoché identici in intensità (saturazione a 2640), forma e morfologia. Leggere differenze possono apparire perché aree muscolari differenti sono state monitorate dato che gli elettrodi non erano in contatto con gli stessi muscoli.
In Figura 6, i due grafici riportano un confronto dei segnali dell’elettrodo Rigido e dell’elettrodo Flessibile quando il muscolo è contratto, come funzione del tempo.

Claims (12)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Un processo per la preparazione di una dispersione di grafene comprendente i seguenti passaggi: i) Provvedere fiocchi o polveri di acetato di cellulosa; ii) Rigonfiare i fiocchi o polveri di acetato di cellulosa in un alcol avente da 1 a 3 atomi di carbonio; iii) Aggiungere anidride acetica in un intervallo di concentrazione dal 30 al 50 % in peso riferito al peso totale della miscela; iv) Aggiungere nanoplatelet di grafene per produrre una dispersione di grafene.
  2. 2. Un processo secondo la rivendicazione 1 , in cui l’acetato di cellulosa del passaggio i) ha un grado di acetilazione dal 35% al 60%, preferibilmente 40%.
  3. 3. Un processo secondo le rivendicazioni 1 o 2, in cui l’alcol del passaggio ii) è un alcol alchilico lineare o ramificato, preferibilmente scelto dal gruppo costituito da alcol metilico, etilico, propilico, isopropilico e loro miscele.
  4. 4. Un processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui l’alcol del passaggio ii) è alcol etilico.
  5. 5. Un processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui l’anidride acetica del passaggio iii) è aggiunta in un intervallo di concentrazione dall’1 al 8,5 % in peso riferito all’acetato di cellulosa.
  6. 6. Un processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5 in cui i nanoplatelet di grafene del passaggio iv) sono aggiunti in un intervallo di concentrazione dal 5 al 30 % in peso riferito all’acetato di cellulosa.
  7. 7. Un processo per la preparazione di un materiale composito comprendente i passaggi da i) a iv) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6 ed inoltre comprendente il seguente passaggio: v) Impregnare una matrice porosa con la dispersione di grafene del passaggio iv)
  8. 8. Un processo per la preparazione di un materiale composito secondo la rivendicazione 7, comprendente inoltre i seguenti passaggi: vi) Curare il materiale composito del passaggio v) ad una temperatura compresa tra 175 e 225°C; vii) Pulire il materiale composito curato del passaggio vi).
  9. 9. Un processo per la preparazione di un materiale composito secondo la rivendicazione 7, in cui la matrice del passaggio v) ha una porosità di almeno 5 micron.
  10. 10. Un processo per la preparazione di un materiale composito secondo la rivendicazione 7 o 9, in cui detta matrice è un network di cellulosa porosa.
  11. 11. Un materiale composito ottenibile dal processo della rivendicazione 7 o 8, comprendente una matrice porosa impregnata con una dispersione di grafene o nanoplatelet di grafene.
  12. 12. Uso del materiale composito secondo la rivendicazione 11 , per la preparazione di elettronica flessibile, preferibilmente elettrodi flessibili o schermi ad interferenza elettromagnetica per alte frequenze.
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