De nouvelles recherches sur les flocons de graphène ont découvert que le matériau peut agir comme un tensioactif, pour la première fois démontrant comment il peut être un stabilisateur 2D polyvalent idéal pour de nombreuses applications industrielles, de l'extraction du pétrole au traitement du papier.

Le graphène vierge est complètement hydrofuge, mais les chercheurs ont découvert qu'à une taille particulière (inférieure à 1 micron de taille latérale), un comportement amphiphile est possible. Ce flocon de graphène attire l'eau sur ses bords mais la repousse à sa surface, ce qui en fait une nouvelle génération de tensioactif capable de stabiliser les mélanges d'huile et d'eau.

Krzysztof Koziol, professeur d'ingénierie des composites et directeur du Enhanced Composites and Structures Center de l'Université de Cranfield, mentionné, « Cette nouvelle découverte, et démonstration expérimentale claire du comportement tensioactif du graphène, offre des possibilités intéressantes pour de nombreuses applications industrielles. Nous avons produit des flocons de graphène vierges, sans application d'aucun traitement de surface, à une taille spécifique qui peut stabiliser les émulsions eau/huile même sous haute pression et haute température. Contrairement aux tensioactifs traditionnels qui se dégradent et sont souvent corrosifs, le graphène ouvre un nouveau niveau de résistance des matériaux, peut fonctionner à des pressions élevées, combiné avec des températures élevées et même des conditions de rayonnement ; et nous pouvons le recycler. Le graphène a le potentiel pour devenir un tensioactif vraiment très performant."

Les qualités de ce flocon de graphène en font un matériau idéal pour être associé à de l'eau et utilisé comme tensioactif dans une extraction de minéraux respectueuse de l'environnement, pétrole brut et autres minerais de roche. Il existe également un besoin de tensioactifs de meilleure qualité comme plastifiants pour le béton fluide, des additifs dans l'ignifugation et l'imperméabilisation ainsi que des lubrifiants dans les fluides de forage pour améliorer l'efficacité des opérations de forage.

Les tensioactifs actuellement utilisés sont corrosifs et se dégradent sous une chaleur intense et des environnements sous pression. Le graphène offre un plus stable, moyen rentable et respectueux de l'environnement d'opérer dans des environnements géologiques ou chimiques difficiles.

Mike Payne, Professeur de physique computationnelle à l'Université de Cambridge, qui était l'un des co-chercheurs de ce projet, a déclaré:"Il existe un volume énorme de recherches scientifiques sur le graphène. À certains égards, cela doit être applaudi, mais cela peut également conduire à des résultats contradictoires dans la littérature, comme dans l'exemple actuel de savoir si les flocons de graphène sont hydrophobes ou amphiphiles. Notre travail combine des expériences passionnantes sur des matériaux bien caractérisés avec une gamme de simulations théoriques, y compris les calculs de mécanique quantique. Ensemble, ils fournissent une compréhension détaillée des propriétés des flocons de graphène et une réponse définitive à cette question."