(PhysOrg.com) -- Le graphène est une sorte de rock star scientifique, avec d'innombrables groupes étudiant ses propriétés électriques étonnantes et sa résistance à la traction et imaginant des applications allant des écrans plats aux ascenseurs dans l'espace.

Les qualités stellaires des feuilles de carbone monocouche sont à peine comprises dans toutes leurs capacités, disent les scientifiques de Cornell - et les chercheurs peuvent rêver grand (ou plutôt, très petit) quand il s'agit de tout ce que le graphène peut offrir.

C'est ce que les scientifiques du laboratoire d'Harold Craighead, le professeur d'ingénierie Charles W. Lake, dire dans un article de revue en ligne de l'American Vacuum Society, 9 septembre sur le présent et l'avenir du graphène. L'article a fait la couverture du journal imprimé et est rapidement devenu l'un de ses articles les plus téléchargés.

"Il devient clair qu'avec les techniques de fabrication modernes, vous pouvez imaginer transformer le graphène en une technologie, " a déclaré Robert A. Barton, étudiant diplômé et auteur principal. "Les gens se concentrent souvent sur les applications électroniques du graphène, et ils ne pensent pas vraiment autant à ses applications mécaniques."

C'est précisément dans ce domaine que Cornell a réalisé un travail de pionnier. En particulier le groupe Craighead, en collaboration avec d'autres dont Jiwoong Park, professeur assistant de chimie et biologie chimique, et Paul McEuen, le professeur de physique Goldwin Smith, a utilisé le graphène dans des systèmes nanoélectromécaniques (NEMS), analogue aux systèmes microélectromécaniques (MEMS) d'une génération précédente.

"Nous sommes allés au-delà du travail avec de petits flocons exfoliés et plus avec des matériaux cultivés qui peuvent être incorporés et connectés à l'électronique et à d'autres mécanismes, " Craighead a dit. " Donc la question est, pouvez-vous les faire de manière fiable, uniformément et de manière reproductible ?"

Il y a seulement quelques années, les scientifiques ont découvert comment fabriquer des matrices de centaines de milliers de dispositifs au graphène à l'aide d'un processus appelé dépôt chimique en phase vapeur. Cela implique la croissance des feuilles monocouches d'atomes de carbone en nid d'abeille sur le cuivre, puis en manipulant le graphène pour fabriquer des appareils.

L'un des appareils des chercheurs de Cornell est comme une peau de tambour - un morceau de graphène, un atome d'épaisseur, suspendu au-dessus d'un puits creux. Bien que la croissance du graphène par dépôt chimique en phase vapeur sur le cuivre ait été inventée ailleurs, Les chercheurs de Cornell ont été les premiers à comprendre comment fabriquer des résonateurs mécaniques à partir du matériau de grande surface.

"Il y a quatre ans, nous pouvions en faire environ un, et cela a pris plusieurs mois, " a déclaré Barton. L'accélération du processus de fabrication a considérablement augmenté le potentiel du graphène dans les appareils.

A Cornell, Barton et ses collègues travaillent à la fabrication de capteurs de masse à partir de graphène, qui est atomiquement structuré de sorte qu'il est sensible à la fois à la masse et à la charge électrique. Ce qui peut en résulter, c'est qu'un peu de masse atterrissant sur une surface de graphène en suspension perturbera simultanément la structure mécanique et électronique, analogue à la spectrométrie de masse d'aujourd'hui mais à un niveau beaucoup plus petit et plus sensible, Barton a expliqué.

Les chercheurs de Cornell utilisent l'interférométrie optique pour surveiller le mouvement d'une feuille de graphène. Dans cette technique, les mouvements subtils de l'appareil sont lus comme des variations d'intensité lumineuse réfléchie, qui sont surveillés par une photodiode rapide connectée à un analyseur de spectre. Un autre groupe à Cornell, dirigé par McEuen, avait auparavant développé un moyen de "lire" les nanotubes de carbone, une technique qui peut aussi s'appliquer au graphène, dit Barton.

Les progrès rapides du graphène rendent son avenir très excitant, a dit Craighead.

"Le graphène est passé d'une bizarrerie dans un laboratoire de physique à quelque chose qui peut être pratiquement incorporé dans une variété d'appareils potentiels, " a-t-il dit. " La capacité de fabriquer des choses de cette manière, de les intégrer et de les utiliser pour différents types de capteurs, physique et chimique, est un grand pas en avant en peu de temps, et notre groupe est l'un des nombreux qui y ont contribué."