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Décryptage

Les défauts fleuris du graphène, une chance ?

Posté le par La rédaction dans Matériaux, Biotech & chimie

Une catégorie entière de défauts du graphène, en forme de fleur, pourrait avoir des conséquences surprenantes sur les propriétés mécaniques déjà exceptionnelles de ce nanomatériau.

Le graphène est déjà renommé pour ses qualités de résistance et de conductivité, résultant toutes deux de la structure de ce nanomatériau. C’est un cristal monoplan de carbone, sans défaut, dont les atomes sont arrangés sous la forme d’un treillage hyper-régulier, de type rayons de nid d’abeille. Les propriétés électriques et mécaniques du nanomatériau sont altérées par les défauts apparaissant lors de sa conception.

Les défauts résulteraient du mouvement des atomes de carbone portés à haute température lors de sa conception, en chauffant du carbure de silicium (SiC) sous ultravide (pression inférieure à 10−7 pascal), d’après l’un des chercheurs responsables de la découverte, Joseph Stroscio, du National Institute of Standards and Technology (NIST). L’institut de Technologie de Géorgie (Georgia Tech) est également associé à la découverte d’une catégorie de défauts en forme de fleur, encore mal comprise.

Assemblage d’anneaux normalement composés de six atomes de carbone, le réarrangement le plus simple, à savoir celui réclamant le moins d’énergie et rompant la parfaite régularité du motif, est de passer d’un anneau de six à un anneau de cinq ou sept atomes, satisfaisant toujours toutes les liaisons carbone, et résultant d’une rotation d’une partie du réseau atomique qui se propage aux anneaux voisins. C’est ce qui donne l’impression de défauts en forme de fleur.

La trame très rigide du graphène est déjà extrêmement résistante, mais ces défauts pourraient bien lui permettre d’être plus flexible, l’amenant vers plus de résistance aux cassures et aux déchirements. Il reste aux scientifiques à parvenir à contrôler suffisamment le processus d’élaboration du matériau, pour empêcher à l’avenir l’apparition de ces défauts, ou bien les faire apparaître… à volonté.

Par Rahman Moonzur

 

Déjà publié :

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