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Le graphène, nouveau « matériau miracle » !

Publié le dans la rubrique (In Altum n° 39)

Je suis transparent, plus dur que le diamant, 200 fois plus résistant que l’acier à la traction, meilleur conducteur électrique connu à ce jour, je suis ?

Le graphène !
 Bonne réponse de Jips, notre agent arachnéen super-discret pour la rubrique nature ! À n’en pas douter, la saga ne fait que commencer ! Découvert en 2002, le graphène a valu à ses co-découvreurs, André Geim et Konstantin Novoselov, deux chercheurs d’origine russe, le prix Nobel de physique 2010. Mais quel est donc ce matériau révolutionnaire ? Rien d’autre qu’une couche monoatomique d’atomes de carbone formant une sorte de filet aux propriétés prodigieuses.

Deux tonnes sur une pointe de crayon

Des scientifiques ont testé la solidité d’un feuillet de graphène à l’aide de la pointe diamantée d’un microscope
à force atomique, d’un diamètre de 20 nanomètres. La résistance à la rupture mesurée établit un record. Si un film étirable de plastique d’emballage pour aliments possédait la même résistance, il supporterait une masse de deux tonnes sur une pointe de crayon !

La saga du filet

D’où vient cette résistance ? De l’absence de défauts dans les mailles du filet, explique la revue Science, car c’est surtout de la taille et du nombre de défauts contenus dans un matériau que dépend sa résistance à la rupture. De la même façon, plus nous combattons nos défauts, meilleure est notre résistance aux sollicitations du Malin.

Et d’où vient le graphène ?

Le carbone donne lieu à toute une série de matériaux aux propriétés très diverses. Dans le graphite qui compose nos mines de crayon, les atomes de carbone sont organisés en couches de feuillets hexagonaux, nommés précisément graphènes. Or il suffit d’avoir déjà taillé un crayon pour savoir que le graphite est opaque et peu résistant. Au contraire le diamant, formé lui aussi uniquement de carbone, présente des propriétés radicalement différentes. Sa formation à très haute pression en un cristal de structure cubique très compact en fait l’un des matériaux naturels les plus durs que le Bon Dieu ait créé.

Une foule d’applications Révolutionnaires

Or voilà qu’en isolant les feuillets de graphène du graphite et en les mettant bout à bout (image de droite), on obtient notre nouveau matériau aux propriétés extraordinaires. Voyez plutôt : le graphène peut être utilisé aussi bien pour constituer les parois de nanotubes 200 fois plus résistants que l’acier que celles de la mythique molécule de fullerène en forme de ballon de foot, plus dure que le diamant. Ces propriétés quasi-miraculeuses du graphène ont fait de lui en quelques années la star des nanotechnologies.

Une pile super-puissante  et biodégradable

Et le plus fort, voilà que fin 2012, en cherchant une manière plus pratique de fabriquer du graphène, des scientifiques créent accidentellement la pile du futur : flexible, superpuissante, capable de se charger 1000 fois plus vite qu’une pile classique et totalement biodégradable ! Recharger votre téléphone en trente secondes, ou une voiture électrique en quelques minutes : quelle avancée ! Vraiment, l’imagination du Bon Dieu n’a pas fini de nous surprendre!

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