Les ingénieurs prédisent que le graphène peut être cajolé en piézoélectrique agissant, simplement en perçant des trous triangulaires dans le matériau.

Graphène, le matériau de carbone ultra-durable qui est prometteur pour une gamme d'applications, a encore un autre tour dans sa manche d'un seul atome d'épaisseur.

Des ingénieurs de l'Université de Houston ont utilisé des calculs de mécanique quantique pour montrer que, simplement en créant des trous d'une certaine configuration dans une feuille de graphène, ils peuvent amener le graphène à se comporter comme un matériau piézoélectrique. Les substances piézoélectriques génèrent de l'électricité en réponse à une pression physique, et vice versa, et les scientifiques peuvent utiliser ces matériaux pour des applications telles que la récupération d'énergie et les muscles artificiels, ainsi que pour fabriquer des capteurs précis.

Le graphène lui-même n'est pas naturellement piézoélectrique. Mais les ingénieurs de Houston ont estimé que s'ils prenaient une forme semi-conductrice ou isolante de graphène, percé des trous en forme de triangle, et appliqué une pression uniforme sur le matériau, ils pouvaient faire agir ce matériau comme s'il était piézoélectrique.

Les calculs de l'équipe ont montré que les trous triangulaires ont effectivement entraîné un comportement piézoélectrique, alors que les trous circulaires - comme ils l'avaient prédit - ne l'ont pas fait. Ils ont également découvert que la pseudo-piezoélectricité du graphène était presque aussi forte que celle de substances piézoélectriques bien connues telles que le quartz. Les auteurs suggèrent que des pores triangulaires pourraient être créés dans du vrai graphène en utilisant un rayonnement de faisceau d'électrons dans un laboratoire, ce qui signifie que ces calculs peuvent être testés à l'aide de méthodes existantes.

"La nature a traité l'humanité… un choix très limité de matériaux électromécaniques efficaces" qui présentent de la piézoélectricité, écrire les auteurs dans leur article, accepté dans les AIP Lettres de physique appliquée . L'ajout du graphène à la liste "pourrait potentiellement ouvrir de nouvelles voies" d'utilisation, à la fois pour le graphène et pour les applications qui reposent sur la piézoélectricité.