Les multiples personnalités du graphène

Des chercheurs de MIT ont découvert que les propriétés chimiques du graphène étaient modifiées en fonction du support sur lequel il était apposé. Ils ont pu ainsi revoir les modèles pour mieux anticiper son comportement.

Le graphène ne se comporte pas comme du graphite

David Chandler, qui écrit pour le site de MIT, donne l’exemple d’un papier cadeau. En principe, la couleur et la texture du papier ne changent pas en fonction de ce qu’il y a à l’intérieur du paquet qui est enroulé. Très schématiquement, nous pensions que c’était la même chose pour le graphène. Pour mémoire, le graphène est une couche d’un atome d’épaisseur composée d’atomes de carbones qui sont arrangés en nid d’abeille. Cette couche est si fine qu’elle demande d’être apposée sur un substrat pour être maniée.

Les scientifiques avaient du mal à expliquer les changements de comportement du graphène. Ils partaient du principe qu’il réagirait comme un graphite, un matériau qui regroupe plusieurs couches de graphènes. Or, nous savons aujourd’hui que ce n’est pas le cas.

Théorie du transfert des électrons

Les chercheurs expliquent que le graphène est si fin qu’il interagit avec le champ électrique des atomes du matériau sur lequel il est apposé. Cette interaction va considérablement modifier les propriétés du graphène.

Ainsi, s’il est apposé sur un dioxyde de silicium, comme c’est généralement le cas, il réagit avec certains agents chimiques pour devenir l’excellent conducteur que l’on connaît (cf. « Avancée majeure : IBM signe le premier die en graphène »). A contrario, s’il est posé sur du nitrure de bore, il ne réagit plus avec ces mêmes agents chimiques et il devient une couche aux propriétés différentes. Enfin, si l’on pose du graphène sur du cuivre, il joue le rôle d’antioxydant, empêchant complètement la corrosion du cuivre. Ce dernier phénomène est tellement surprenant que Qinq Hua Wang, auteur principal de ce papier, affirme que ce phénomène est « presque magique ».

Ces résultats ont permis de concevoir une « théorie du transfert des électrons » qui explique comment le champ électrique du matériau qui sert de support affecte le graphène. Il est maintenant possible de mieux comprendre et anticiper son comportement. Ces résultats ont été publiés dans la revue Nature Chemistry. Ils permettent d’imaginer de nouveaux capteurs et puces utilisant différents supports en fonction des propriétés que l’on cherche à obtenir.

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4 commentaires
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  • fdocteur
    Merci David pour cet article qui, encore une fois, est d'une qualité irréprochable! Clair, concis et bien écrit: GG! :)
  • Melt-x
    C'est incroyable ce truc quand-même...Quand je lis ce genre de news, j'ai l'impression d'être dans un film de SciFi, mais non...C'est ici et maintenant :)
  • Aimame
    Effectivement ça promet, je ne peux m'empêcher d'imaginer l'utilisation du graphène une fois maitrisé.

    Et la je rejoins totalement Melt-x!