Le prix Nobel de physique est décerné à Andre Geim et Konstantin Novoselov, les deux physiciens d'origine russe travaillent maintenant à l'Université de Manchester au Royaume-Uni, pour leur découverte du graphène.
Le graphène est une substance en forme de feuille faite d'atomes de carbone liés ensemble dans un motif hexagonal répétitif. C'est le premier matériau essentiellement bidimensionnel jamais fabriqué.
Être le morceau de matière le plus mince au monde n'est qu'un des nombreux superlatifs qui peuvent être appliqués au graphène. C'est aussi le matériau le plus résistant connu, environ 100 fois plus résistant que l'acier. Puisqu'une feuille de graphène n'a qu'un atome d'épaisseur, il est aussi transparent, et peut donc jouer un rôle dans le développement de futurs affichages électroniques.
Certaines des caractéristiques les plus intéressantes du matériau, du point de vue des applications futures, ont à voir avec ses propriétés électriques. L'électricité circule rapidement à travers le graphène et sans perdre beaucoup d'énergie en cours de route. Cette, couplé au fait qu'il est relativement facile à fabriquer, fait du graphène un candidat pour remplacer ou améliorer les circuits intégrés qui remplissent nos ordinateurs aujourd'hui. Ce circuit est souvent construit autour de minuscules morceaux de silicium gravés contenant des milliards de transistors, chacun pouvant agir comme un interrupteur qui est soit en position ON ou OFF soit, alternativement, peut être défini comme un 0 ou un 1 dans la logique binaire utilisée par les ordinateurs pour stocker et traiter les informations. Les copeaux de graphène peuvent être moins chers, plus rapide, et plus faciles à fabriquer que les puces de silicium.
Une chose qui ralentit l'utilisation du graphène en électronique est qu'il pourrait être un trop bon conducteur d'électricité. Pour agir comme un interrupteur, un transistor doit être éteint et allumé rapidement. Les matériaux semi-conducteurs normalement utilisés dans les transistors sont, par leur nature, à mi-chemin entre conducteur et non conducteur d'électricité. C'est-à-dire, par l'entrée d'un tout petit signal ils peuvent laisser passer un courant électrique (désignant la position ON) ou ne pas passer (la position OFF). Graphène pur, étant surtout un bon conducteur, ne peut pas être allumé et éteint. Cependant, Geim et de nombreux autres scientifiques pensent que le graphène peut être modifié pour résoudre ce problème.
Une découverte terre-à-terre
Geim et Novoselov et leurs collègues ont découvert le graphène de manière très humble. Ils ont pris un peu de scotch et l'ont passé sur un morceau de graphite en vrac, la même substance utilisée dans les crayons. Le ruban a enlevé les flocons de carbone qui avaient plusieurs couches d'épaisseur. Mais par l'utilisation répétée de la bande, des flocons de plus en plus fins pourraient être produits, y compris certains finalement qui n'étaient qu'une seule couche d'épaisseur. Des images microscopiques ont confirmé ce que l'œil humain ne pouvait pas voir.
Le graphène est parfois comparé aux nanotubes de carbone, essentiellement des morceaux de graphène enroulés en forme de paille. Tous deux sont de très bons conducteurs de chaleur et d'électricité. Les deux sont assez forts.
"Le graphène est la base fondamentale de toutes les nanostructures de carbone, dont les nanotubes de carbone, fullerènes, et bien plus encore et a été le Saint Graal de la communauté de la recherche pendant de nombreuses années, " a déclaré Mildred Dresselhaus, un physicien au MIT et un expert de ces différentes formes de carbone. "C'est formidable que Geim et Novoselov aient maintenant été récompensés par ce merveilleux prix pour avoir eu l'idée de produire du graphène de manière simple et pour développer une belle physique basée sur ce matériau."
Le roi de Suède remettra le prix à Geim et Novoselov lors d'une cérémonie à Stockholm en décembre.
Dans une note de bas de page décalée à l'annonce d'aujourd'hui, Andre Geim est devenu l'un des rares scientifiques à posséder à la fois un prix Nobel et un prix Ig-Nobel. Les Ig-Nobels sont en quelque sorte le prix anti-Nobel; ils sont décernés en partie pour plaisanter et en partie pour faire réfléchir les gens. Geim a remporté un Ig-Nobel en 2000 pour avoir fait léviter des grenouilles à l'aide de champs magnétiques. Ce travail n'était pas bidon, juste étrange.
Pendant ce temps, Geim et d'autres chercheurs s'attendent à trouver de nombreuses autres applications pour le graphène. Outre l'utilisation dans les matériaux de construction ou l'électronique, le graphène pourrait devenir la base de capteurs chimiques et de générateurs de lumière térahertz. Ce type de rayonnement, avec des fréquences d'environ mille milliards de cycles par seconde, est un peu difficile à produire. Il pourrait être important en tant que nouvel outil d'imagerie puisque les corps humains sont transparents à cette fréquence, ce qui rend ce type d'onde lumineuse utile pour les machines de sécurité ou d'analyse médicale.
