(PhysOrg.com) -- Une classe de décoration, des défauts de type fleur dans le nanomatériau graphène pourraient avoir des effets potentiellement importants sur les propriétés électriques et mécaniques déjà uniques du matériau, selon des chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) et de Georgia Tech. Dans un nouveau journal, l'équipe décrit pour la première fois une famille de sept défauts qui pourraient se produire naturellement ou être induits à se produire dans le graphène, dont l'un a déjà été observé.

Le graphène est réputé pour sa résistance et sa conductivité, qui sont tous deux le résultat de sa structure. Pour la plupart, Le graphène est un plan sans caractéristiques d'atomes de carbone disposés dans un réseau en nid d'abeille.

Selon Joseph Stroscio, membre du NIST, des défauts peuvent apparaître en raison du mouvement des atomes de carbone à haute température lors de la production de graphène en chauffant du carbure de silicium sous ultravide. Le plus facile, c'est-à-dire nécessitant le moins d'énergie, les réarrangements que le graphène peut faire sont de passer de cycles carbonés à six membres à des cycles contenant cinq ou sept atomes, qui maintient tous les atomes de carbone heureux sans liaisons insatisfaites. Les chercheurs du NIST ont découvert que l'enchaînement d'anneaux à cinq et sept membres en boucles fermées crée un nouveau type de défaut ou de boucle de joint de grain dans le réseau en nid d'abeille.

Selon Eric Cockayne, chercheur au NIST, le processus de fabrication joue un grand rôle dans la création de ces défauts.

« Alors que le graphène se forme à haute température, des sections du treillis peuvent se détacher et tourner, " dit Cockayne. " Au fur et à mesure que le graphène se refroidit, ces sections tournées se reconnectent avec le treillis, mais de manière irrégulière. C'est presque comme si des morceaux de graphène étaient découpés avec des ciseaux, tourné dans le sens des aiguilles d'une montre, et fait pour rentrer dans le même endroit, seulement ça ne va vraiment pas, c'est pourquoi nous obtenons ces fleurs."

Le treillis extrêmement rigide est déjà plus solide que l'acier, mais les défauts pourraient lui permettre un peu de souplesse, le rendant encore plus résistant à la déchirure ou à la fracture.

Avec plus d'expérimentation, Cockayne dit, les chercheurs devraient pouvoir corréler l'apparition de défauts avec les variations des conditions de croissance, qui doit permettre soit d'éviter totalement les défauts, soit de les produire à volonté.

De plus, tandis que le défaut de la fleur est composé de six paires d'anneaux à cinq et sept atomes, Cockayne et la modélisation de la structure atomique du graphène par l'équipe du NIST suggèrent qu'il pourrait y avoir un véritable bouquet de configurations en forme de fleur. Ces configurations – sept en tout – posséderaient chacune leurs propres propriétés mécaniques et électriques uniques.