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1 - CONTEXTE

2 - NANOGRAPHÈNES

3 - RÉACTION DE SCHOLL

4 - APPLICATION À LA SYNTHÈSE DE NANOGRAPHÈNES

5 - RÉACTION IMPRÉVISIBLE

6 - CONCLUSION ET PERSPECTIVES

Article de référence | Réf : RE174 v1

Nanographènes
Réaction de Scholl et synthèses de nanographènes

Auteur(s) : Fabien DUROLA

Date de publication : 10 mai 2014

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Auteur(s)

  • Fabien DUROLA : Chargé de recherche au CNRS - Centre de recherche Paul Pascal (CRPP), UPR-8641 du CNRS, Pessac-Bordeaux, France

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INTRODUCTION

Points clés

Domaine : Synthèse chimique organique

Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité

Technologies impliquées : Synthèse organique, caractérisation de composés organiques

Domaines d'application : Étude du graphène et des nanographènes, électronique organique

Principaux acteurs français : Harald Bock et Fabien Durola, centre de recherche Paul Pascal, Bordeaux-Pessac

André Gourdon et Gwénaël Rapenne, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales, Toulouse

Centres de compétence : –

Pôles de compétitivité : –

Industriels : pas encore applicable à l'industrie

Autres acteurs dans le monde : Klaus Müllen, Institut Max Planck, Mayence, Allemagne

Benjamin King, Université du Nevada, Reno, États-Unis

Rajendra Rathore, Université Marquette, Milwaukee, États-Unis

Contact : [email protected]

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re174


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2. Nanographènes

2.1 Formes allotropiques du carbone

Le diamant et le graphite sont les deux formes allotropiques du carbone les plus courantes (figure 1). Dans le diamant, chaque atome de carbone est tétraédrique (hybridé sp3) et est ainsi lié à quatre atomes voisins par liaison covalente. Le graphite, en revanche, est un empilement de feuilles parallèles composées d'atomes de carbone trigonaux (hybridés sp2) et liés à seulement trois atomes coplanaires voisins, ce qui crée un pavage hexagonal de la surface de chaque feuille. Dans le graphite, chaque atome de carbone apporte un électron supplémentaire délocalisé, à l'origine des propriétés de conduction électrique de ce matériau contrairement au diamant dont tous les électrons sont localisés dans les liaisons carbone-carbone et qui est un isolant électrique. Une autre différence marquante entre diamant et graphite concerne leurs duretés respectives. Le diamant est un des matériaux naturels les plus durs alors que le graphite est particulièrement mou, les feuilles de sa structure pouvant se détacher facilement sous l'effet de contraintes mécaniques.

Le diamant et le graphite sont par définition des cristaux, mais le carbone existe aussi sous d'autres formes allotropiques, notamment moléculaires comme les fullerènes dont le plus courant a pour formule brute C60  . Sa géométrie est celle d'un icosaèdre tronqué, rappelant celle d'un ballon de football, où chaque sommet est occupé par un carbone (figure 1).

L'exfoliation du graphite consiste à séparer des feuilles constitutives de ce cristal tridimensionnel, pour aboutir à l'isolation de feuilles uniques, véritables cristaux bidimensionnels, que l'on appelle « graphène » et qui représentent une nouvelle forme allotropique du carbone (figure 1). Les propriétés mécaniques et électroniques du graphène suscitent actuellement un intérêt croissant auprès de la communauté scientifique mondiale, et leur étude a d'ailleurs valu l'attribution du prix Nobel de physique en 2010 à Andre Geim et Konstantin Novoselov ...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - GEIM (A.K.) -   Random walk to graphene (nobel lecture).  -  Angewandte Chemie, International Edition, 50, p. 69678-6985 (2011).

  • (2) - IIJIMA (S.) -   Helical microtubules of graphitic carbon.  -  Nature, 354, p. 56-58 (1991).

  • (3) - LI (X.), WANG (X.), ZHANG (L.), LEE (S.), DAI (H.) -   Chemically derived, ultrasmooth graphene nanoribbon semiconductors.  -  Science, 319, p. 1229-1232 (2008).

  • (4) - KOSYNKIN (D.V.), HIGGINBOTHAM (A.L.), SINITSKII (A.), LOMEDA (J.R.), DIMIEV (A.), PRICE (B.K.), TOUR (J.M.) -   Longitudinal unzipping of carbon nanotubes to form graphene nanoribbons.  -  Nature, 458, p. 872-876 (2009).

  • (5) - CANO-MARQUEZ (A.G.), RODRIGUEZ-MACIAS (F.J.), CAMPOS-DELGADO (J.), ESPINOSA-GONZALEZ (C.G.), TRISTAN-LOPEZ (F.), RAMIREZ-GONZALEZ (D.), CULLEN (D.A.), SMITH (D.J.), TERRONES (M.), VEGA-CANTU (Y.I.) -   Ex-MWNTs : graphene sheets and ribbons produced by lithium intercalation and exfoliation of carbon nanotubes.  -  Nano Letters, 9, p. 1527-1533 (2009).

  • ...

1 Sites Internet

Groupement de recherche (GDR) Graphène et Nanotubes http://www.graphene-nanotubes.org/

Graphene Flagship (Union européenne) http://www.graphene-flagship.eu/

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