Des chercheurs de l'Université de Bristol ont mesuré et identifié pour la première fois le module de cisaillement de contrainte et de déformation et le frottement interne des feuilles de graphène. Le graphène est un matériau qui a de nombreuses utilisations révolutionnaires potentielles dans l'industrie de l'électronique et des composites.

La recherche, en collaboration avec l'US Office of Naval Research, est publié dans Lettres nano .

Le graphène est constitué d'une seule couche d'atomes de carbone disposés en un réseau hexagonal. C'est un matériau prometteur pour la production d'écrans ou de cellules solaires de nouvelle génération car il est flexible, transparent et conducteur.

Pour que le graphène soit utilisé comme résonateurs nanoélectromécaniques ou nanocapteurs, il est essentiel de connaître son comportement structurel et ses limites en tant que matériau mécanique.

Fabrice Scarpa, Professeur de matériaux et structures intelligents au Advanced Composites Center for Innovation and Science (ACCIS) de l'Université de Bristol, a déclaré:"Pour améliorer la conception des nanocapteurs de graphène, il est important de comprendre le comportement mécanique et l'amortissement intrinsèque naturel et la friction interne du graphène. Nos résultats indiquent que le graphène produit à l'aide d'un dépôt chimique en phase vapeur pourrait être une alternative vitale pour les applications de capteurs nanomécaniques. "

Les chercheurs, en utilisant une technique appelée dépôt chimique en phase vapeur (CVD), fait croître des films de graphène sur une feuille de cuivre dans un four à tube de quartz à 1030 oC en utilisant un mélange de méthane et d'hydrogène.

La recherche a établi certaines des propriétés élastiques des produits CVD, Films monocouches de graphène sur cuivre. Les résultats ont révélé une différence frappante entre les films de graphène monocouches et multicouches à la fois dans le module de cisaillement et le frottement interne. Cette différence peut être due à la transition de la force de restauration de cisaillement de la liaison chimique au sein d'une couche aux interactions intercouches.

Le module de cisaillement moyen des films étudiés se compare bien à la plupart des calculs théoriques basés sur des structures de graphène vierge monocouche. Le module de cisaillement élevé et le faible frottement interne indiquent une structure à faible densité de défauts approchant celle du graphène vierge.

Les résultats suggèrent que l'utilisation de matériaux CVD dans les applications de capteurs nanomécaniques pourrait être une alternative vitale.