Graphène : le point sur les recherches

Une conférence internationale Graphène 2014 a lieu du 6 au 9 mai 2014 au Centre des congrès Pierre Baudis à Toulouse

Le graphène, un matériau prometteur …

Flexible, léger, ultra-résistant et excellent conducteur, le graphène, isolé en 2004, s’est rapidement imposé comme un matériau très innovant promis à de nombreuses applications, notamment en électronique.

Sur ce dessin on observe la structure "ondulante" de la monocouche critalline de carboneFeuillet de graphène. © consoglobe.com Des mathématiciens et physiciens comme Lev Landau (prix Nobel de physique en 1962) avaient« démontré théoriquement qu’il était impossible de créer un réseau cristallin à deux dimensions ( dans un plan ). Ce travail est connu sous le terme de « théorème d’impossibilité ».

Pourtant, le graphène a été identifié pour la première fois en 2004 par l’équipe d’Andre Geim à l’université de Manchester en Angleterre.(on sait maintenant que ce théorème ne s’applique pas si le réseau est parcouru d’ondulations: c’est le cas du graphène) .  

Pour cette découverte, Andre Geim et son collaborateur Konstantin Novoselov,  ont reçu le prix Nobel de Physique en octobre 2010.

Le graphène est le premier  cristal atomique à deux dimensions : il est  constitué d’une seule couche d’atomes de carbone. représentation du graphène

La feuille de graphène se présente sous la forme alvéolée d’un treillis en nid d’abeille En empilant des feuilles de graphène, on obtient le graphite ( mines de crayons à papier)

 

 

Ses propriétés sont exceptionnelles:

  • une feuille de graphène est un million de fois plus fine qu’un cheveu
  • elle est très légère
  • elle est  plus résistante à la rupture que l’acier
  • Le graphène présente une  très bonne conductivité électrique : les électrons s’y déplacent jusqu’à 200 fois plus vite à température ambiante que dans le silicium.

Pour en savoir davantage  :

  • Le graphène superstar, série d’articles dans CNRS LeJournal :

– Premier volet de notre série sur ce matériau révolutionnaire : le graphène va-t-il devenir le roi de l’électronique ? Des écrans souples pour smartphones à l’ordinateur quantique, tour d’horizon des applications espérées.

Deuxième volet de notre série sur ce matériau aux propriétés hors du commun. Grâce à celles-ci, le graphène participe aussi au développement de sources d’énergie plus propres.

Troisième volet de notre série sur le graphène, gros plan sur les applications attendues en médecine et pour l’environnement. Au menu : des capteurs ultrasensibles, des membranes pour dessaler l’eau de mer et des thérapies anticancer.

  • Electronique: le graphène va-t-il remplacer le silicium ?
  • « La Commission européenne sélectionne le projet phare de recherche Graphène » : communiqué de presse du 28 janvier 2013 http://www2.cnrs.fr