Ces dernières années, une grande attention a été accordée au graphène, un supermatériau. Mais qu’est-ce que le graphène ? Eh bien, imaginez une substance 200 fois plus résistante que l’acier, mais 1 000 fois plus légère que le papier.
En 2004, deux scientifiques de l'Université de Manchester, Andrei Geim et Konstantin Novoselov, ont « joué » avec le graphite. Oui, la même chose que l’on trouve sur la pointe d’un crayon. Ils étaient curieux de connaître le matériau et voulaient savoir s'il pouvait être retiré en une seule couche. Ils ont donc trouvé un outil inhabituel : du ruban adhésif.
"Vous posez [le ruban] sur du graphite ou du mica, puis décollez la couche supérieure", a expliqué Heim à la BBC. Des flocons de graphite s'envolent du ruban. Pliez ensuite le ruban en deux et collez-le sur la feuille supérieure, puis séparez-les à nouveau. Ensuite, vous répétez ce processus 10 ou 20 fois.
« À chaque fois, les flocons se décomposent en flocons de plus en plus fins. Au final, des flocons très fins restent sur la ceinture. Vous dissolvez la bande et tout se dissout.
Étonnamment, la méthode de la bande magnétique a fait des merveilles. Cette expérience intéressante a conduit à la découverte de flocons de graphène monocouche.
En 2010, Heim et Novoselov ont reçu le prix Nobel de physique pour leur découverte du graphène, un matériau composé d'atomes de carbone disposés dans un réseau hexagonal, semblable au grillage.
L’une des principales raisons pour lesquelles le graphène est si étonnant est sa structure. Une seule couche de graphène vierge apparaît comme une couche d’atomes de carbone disposés dans une structure de réseau hexagonal. Cette structure en nid d’abeille à l’échelle atomique confère au graphène sa résistance impressionnante.
Le graphène est également une superstar de l’électricité. À température ambiante, il conduit l’électricité mieux que tout autre matériau.
Vous vous souvenez de ces atomes de carbone dont nous avons parlé ? Eh bien, ils ont chacun un électron supplémentaire appelé électron pi. Cet électron se déplace librement, ce qui lui permet de conduire la conduction à travers plusieurs couches de graphène avec peu de résistance.
Des recherches récentes sur le graphène au Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont découvert quelque chose de presque magique : lorsque vous faites légèrement pivoter (seulement 1,1 degrés) deux couches de graphène hors de leur alignement, le graphène devient un supraconducteur.
Cela signifie qu’il peut conduire l’électricité sans résistance ni chaleur, ouvrant ainsi des possibilités passionnantes pour une future supraconductivité à température ambiante.
L’une des applications les plus attendues du graphène concerne les batteries. Grâce à sa conductivité supérieure, nous pouvons produire des batteries au graphène qui se chargent plus rapidement et durent plus longtemps que les batteries lithium-ion modernes.
Certaines grandes entreprises comme Samsung et Huawei ont déjà emprunté cette voie, dans le but d'introduire ces avancées dans nos gadgets quotidiens.
"D'ici 2024, nous prévoyons qu'une gamme de produits à base de graphène sera sur le marché", a déclaré Andrea Ferrari, directrice du Cambridge Graphene Center et chercheuse au Graphene Flagship, une initiative dirigée par European Graphene. L'entreprise investit 1 milliard d'euros dans des projets communs. projets. L'alliance accélère le développement de la technologie du graphène.
Les partenaires de recherche de Flagship créent déjà des batteries au graphène qui offrent 20 % de capacité en plus et 15 % d'énergie en plus que les meilleures batteries à haute énergie actuelles. D'autres équipes ont créé des cellules solaires à base de graphène qui sont 20 % plus efficaces pour convertir la lumière du soleil en électricité.
Même si certains premiers produits ont exploité le potentiel du graphène, comme les équipements de sport Head, le meilleur reste à venir. Comme l'a noté Ferrari : « Nous parlons de graphène, mais en réalité nous parlons d'un grand nombre d'options à l'étude. Les choses évoluent dans la bonne direction.
Cet article a été mis à jour à l'aide de la technologie de l'intelligence artificielle, vérifié et édité par les éditeurs de HowStuffWorks.
L’équipementier sportif Head a utilisé ce matériau étonnant. Leur raquette de tennis Graphene XT prétend être 20 % plus légère pour le même poids. C'est une technologie vraiment révolutionnaire !
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Heure de publication : 21 novembre 2023