Ces dernières années, il y a eu beaucoup de buzz autour d'un supermatériau appelé graphène. Mais qu'est-ce que le graphène ? Eh bien, imaginez une substance 200 fois plus résistante que l'acier et pourtant 1 000 fois plus légère que le papier.
Cela ressemble à de la science-fiction ? Ce n'est pas le cas, c'est du graphène.
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En 2004, deux scientifiques de l'Université de Manchester, Andre Geim et Konstantin Novoselov, « jouaient » avec le graphite. Oui, c'est exactement la même chose que celle trouvée dans la pointe de votre crayon. Curieux de connaître ce matériau, ils se sont demandé s'ils pouvaient le décoller en une seule couche. Ils ont donc opté pour un outil inhabituel :du ruban adhésif.
"Vous mettez du [ruban adhésif] sur du graphite ou du mica et décollez la couche supérieure", a expliqué Geim à la BBC. Des flocons de graphite se détachent sur votre bande. Ensuite, vous pliez le ruban en deux, le collez sur les flocons du dessus et les divisez à nouveau. Et vous répétez cette procédure 10 ou 20 fois.
"À chaque fois, les flocons se divisent en flocons de plus en plus fins. À la fin, vous vous retrouvez avec des flocons très fins attachés à votre ruban. Vous dissolvez le ruban et tout se met en solution."
Étonnamment, la méthode du ruban adhésif a fait des merveilles. Cette expérience ludique a conduit à la découverte de flocons de graphène monocouche.
En 2010, Geim et Novoselov ont partagé le prix Nobel de physique pour leur découverte du graphène, un matériau composé d'atomes de carbone disposés dans un réseau hexagonal qui ressemble à du grillage.
L’une des principales raisons pour lesquelles le graphène est une telle merveille est sa structure. Une seule couche de graphène vierge ressemble à une couche d’atomes de carbone disposés dans une structure en réseau hexagonal. Cette formation en nid d'abeilles à l'échelle atomique confère au graphène sa résistance impressionnante.
Le graphène est également une superstar de l’électricité. Il conduit l'électricité mieux que tout autre matériau à température ambiante.
Vous vous souvenez de ces atomes de carbone dont nous avons parlé ? Eh bien, chacun d’eux possède un électron supplémentaire appelé électron pi. Cet électron se déplace librement, lui permettant de transmettre la conductivité électrique à travers le graphène multicouche sans presque aucune résistance.
Cela fait du graphène le conducteur d'électricité le plus rapide à température ambiante.
Des recherches récentes sur le graphène menées au Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont découvert quelque chose de presque magique :lorsque vous faites légèrement pivoter deux couches de graphène (seulement 1,1 degrés) hors de l'alignement, le graphène devient un supraconducteur.
Cela signifie qu'il conduit l'électricité sans résistance ni chaleur, ouvrant ainsi d'incroyables possibilités de supraconductivité à température ambiante dans le futur.
L’une des applications les plus attendues du graphène réside dans les batteries. Compte tenu de leur conductivité exceptionnelle, nous pourrions produire des batteries à base de graphène qui se chargent plus rapidement et durent plus longtemps que nos batteries lithium-ion actuelles.
Certains grands noms comme Samsung et Huawei sont déjà sur cette voie, désireux d'apporter de telles avancées à nos gadgets quotidiens.
D'ici 2024, nous pouvons nous attendre à une gamme de produits à base de graphène sur le marché, selon Andrea Ferrari, directrice du Cambridge Graphene Centre, qui est également responsable scientifique et technologique du Graphene Flagship, une collaboration d'un milliard d'euros de l'Union européenne. Union pour accélérer le développement de la technologie du graphène.
Les partenaires de recherche du Flagship fabriquent déjà des batteries au graphène qui surpassent les meilleures cellules à haute énergie actuelles de 20 % en capacité et de 15 % en énergie. D'autres équipes ont construit des cellules solaires à base de graphène qui sont 20 % plus efficaces pour convertir la lumière du soleil en électricité.
Même si certains premiers produits exploitent déjà le potentiel du graphène, comme les équipements sportifs de la société Head, le meilleur reste à venir. Et comme le mentionne Ferrari :"Nous disons graphène, mais nous parlons en réalité d'un grand nombre d'options qui sont explorées. Les choses évoluent dans la bonne direction."
Cet article a été mis à jour en collaboration avec la technologie de l'IA, puis vérifié et édité par un éditeur HowStuffWorks.
Maintenant, c'est chouetteL’équipementier sportif Head a déjà intégré ce matériau étonnant. Leur raquette de tennis Graphene XT prétend être 20 % plus légère avec le même poids de swing. Voilà une technologie qui change sérieusement la donne !
