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Le matériau révolutionnaire, le graphène

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Sorte d'écran mou dans une main

Un matériau qui fascine la communauté scientifique et les industries du monde entier. Les extraordinaires propriétés du graphène vont pour sûr modifier de nombreux aspects de notre vie.

Extraordinaire, pourquoi ?

Le graphène est extrêmement mince et très léger (0,77 milligramme au mètre carré), il est également imperméable, élastique et flexible et serait de surcroît 200 fois plus solide que l'acier. C'est aussi un excellent conducteur d'électricité. Étant donné qu'il se trouve, pour l'heure, en abondance dans la nature, cela le rend bon marché.

De plus, des chercheurs de l'université de Manchester ont constaté qu'il a la capacité de s'auto-réparer. Par exemple, si la structure d'une lamelle de graphène se brise, le matériau va attirer les atomes de carbone présents dans son environnement dont il a besoin pour recomposer les parties détruites.

Composition chimique

Le graphène est composé d'une seule et unique couche d'atomes de carbone, disposé en forme de réseau hexagonal. À la base, il est obtenu du graphite, extrait des mines de charbon, ce matériau est connu de tous sous la forme de mines de crayon.

L'origine

Découvert en 2004 par 2 scientifiques d'origine russe, Andre Geim et Konstantin Novoselov, ce n'est qu'en 2010 que la tendance explose, année pendant laquelle ces 2 chercheurs ont reçu le prix Nobel de physique.

Ses applications

Son utilité polyvalente est bluffante et permet de multiples applications commerciales. Quelques exemples :

  • Disques durs capables d’emmagasiner 1 000 fois plus d’informations.
  • Les semi-conducteurs sur lesquels s’appuient les ordinateurs ultra-rapides de l’avenir (et qui remplacent le silicium).
  • Des écrans flexibles (enroulables et pliables, servant de base à plusieurs dispositifs) extrêmement fins, qui pourront s’intégrer à des systèmes de type « paiement sans contact ».
  • Des appareils photo et des caméscopes à vision nocturne.
  • Des batteries à durée de vie plus longue pour les téléphones portables, les ordinateurs et les voitures électriques (les électrodes de graphène font des batteries dix fois plus durables que celles que nous utilisons aujourd’hui pour recharger nos mobiles).
  • De nouveaux réseaux de télécommunication ultra-rapides.
  • Des ultra-condensateurs (pour les automobiles et les trains électriques, et pour améliorer le rendement des lignes de distribution électrique).
  • Des applications aéronautiques : pour des avions qui voleront bien plus vite et émettront moins de gaz nocifs dans l’atmosphère.
  • De puissants panneaux solaires, d’une efficacité de 42 % (actuellement, leurs cellules ne convertissent en électricité que 16 % de l’énergie qu’elles reçoivent).
  • Des téléviseurs OLED (Organic LED) qui seront fabriqués dans des matériaux organiques, plus respectueux de l’environnement.
  • Des membranes efficaces, du point de vue énergétique, dans la production de gaz naturel et, de plus, dans la réduction des émissions de dioxyde de charbon des cheminées thermiques et des tuyaux d’échappement des véhicules.
  • Baisse du coût du processus de séparation du gaz dans la fabrication de plastiques et de combustibles.
  • Des applications médicales, comme la mise au point de nouveaux vaccins contre le cancer et de capteurs à tatouer sur les dents pour détecter des pathologies.

Déjà relayé dans la presse en avril dernier, la découverte de ce matériau ne risque pas de tomber dans l'oubli. De nombreux projets sont en cours ou sont sur le point d'être aboutis. L’Union européenne est prête à consacrer à ce matériau 1 milliard d'euros entre 2013 et 2023, afin de démontrer que cette molécule peut bouleverser les domaines aussi variés que l'électronique, l'énergie, la santé ou la construction.

Dans l'attente de la popularisation du graphène, le choix des matériaux demande toujours réflexion.

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