A faible consommation, de l'électronique ultra-rapide à l'échelle nanométrique et des écrans pour téléphones portables et ordinateurs si fins qu'ils peuvent être enroulés. Juste quelques exemples de ce que le graphène super-matériel pourrait nous donner. Mais l'industrie européenne est-elle prête à faire de ces visions une réalité ?

Rarement un prix Nobel de physique a-t-il autant éveillé l'imagination des passionnés de gadgets. Quand Andrej Geim et Konstantin Novoselov de l'Université de Manchester ont été récompensés en 2010 pour leurs expériences sur le graphène, il était remarquablement facile de fournir des exemples d'applications futures, principalement sous forme d'électronique grand public avec un niveau de performance jusqu'à présent pratiquement inconcevable.

Il n'y a pas que le secteur informatique qui a l'eau à la bouche à l'idée du graphène. Même dans l'énergie, secteurs de la technologie médicale et des matériaux, il y a de grands espoirs d'utiliser ces propriétés spectaculaires. Peut-être que parler d'une future révolution technique basée sur le carbone n'était pas exagéré.

Même si le graphène n'a pas attiré beaucoup d'attention dans les médias ces derniers temps, le monde de la recherche travaille fébrilement dans les coulisses. L'année dernière, vers 6, 000 articles scientifiques ont été publiés dans le monde dans lesquels l'accent était mis sur le graphène. Il y a environ six mois, de nouveaux résultats de recherche ont été publiés qui ont renforcé plus que jamais l'idée du graphène comme substitut potentiel du silicium dans l'électronique du futur.

"Encore à l'automne dernier, il s'agissait toujours d'un objectif à long terme compte tenu des défis majeurs que cela implique, " explique le professeur Jari Kinaret, Responsable du domaine d'avancement des nanosciences à Chalmers. "Ensuite, une publication pionnière est apparue à Manchester, montrant que le graphène pouvait être combiné avec d'autres matériaux bidimensionnels similaires dans une structure sandwich."

"La consommation d'énergie d'un transistor construit selon ce principe ne serait que d'environ un millionième par rapport aux prototypes précédents."

Jari Kinaret dirige également Graphene Coordinated Action, une initiative visant à renforcer et à rassembler la recherche sur le graphène au sein de l'UE.

En ligne avec l'intérêt croissant pour le graphène à travers le monde, l'UE risque de perdre du terrain, notamment dans le domaine de la recherche appliquée.

« Intégrer toute la chaîne, de la recherche fondamentale au produit, est quelque chose que nous ne sommes par tradition pas particulièrement doués en Europe par rapport aux Asiatiques ou aux Américains, " explique Jari Kinaret. Il présente un camembert sur ordinateur pour illustrer son propos.

Le premier graphique montre qu'à ce jour, la recherche universitaire sur le graphène a été répartie de manière assez égale entre les États-Unis, Asie et Europe. Cependant, le graphique circulaire montrant les demandes de brevet de chaque région est étonnamment similaire à la relation de taille entre Jupiter, Saturne et Mars.

" Quelque chose ne va pas ici et nous allons le réparer, " déclare Jari Kinaret.

L'idée est que les groupes de recherche qui travaillent actuellement indépendamment les uns des autres seront reliés en réseau et pourront bénéficier des résultats des uns et des autres.

Ce rassemblement de forces européen prévu, cependant, suppose plus de financement, qui se profile à l'horizon sous la forme de « phares scientifiques » - la désignation de la Commission européenne pour les initiatives de recherche de haut niveau avec un financement sur dix ans qui doit être lancé l'année prochaine.

L'année dernière, Graphene Coordinated Action a été nommé comme l'un des six projets pilotes ayant une chance d'être élevé au statut de phare. Cela signifierait un budget d'environ 10 milliards de couronnes suédoises sur l'ensemble de la période.

L'inconvénient est que seuls deux flagships seront lancés, laissant quatre pilotes debout.

« Si nous sommes sélectionnés, cela signifierait une augmentation substantielle des subventions pour la recherche européenne sur le graphène - jusqu'à 50 pour cent de plus qu'à l'heure actuelle, " déclare Jari Kinaret.

« Si nous ne réussissons pas, alors j'espère que nous conserverons au moins notre cadre financier actuel."

Jari Kinaret a récemment soumis le rapport final du projet à la Commission. Il est optimiste quant à leurs chances.

"L'un de nos atouts évidents est le niveau d'excellence scientifique. Les lauréats du prix Nobel Geim et Novoselov sont membres de notre comité stratégique avec deux autres lauréats du prix Nobel. C'est difficile à battre."

A côté d'aspects confinant à la science-fiction, il y a un côté très tangible au graphène.

Le fait est que de temps en temps, la plupart des gens produisent un peu de graphène – par inadvertance bien sûr. Et certains mangent même du graphène.

Le lien entre les nanosciences et la vie quotidienne est la mine de plomb. De sa pointe, une couche de graphite mou est transférée sur la surface du papier lorsque nous dessinons et écrivons. (À la fois, certains d'entre nous mâchent l'autre extrémité comme nous le pensons).

Si nous devions étudier une trace de crayon fortement agrandie, on verrait une couche de graphite qui a peut-être 100 couches d'atomes d'épaisseur. Cependant, le bord extérieur de la trace s'amincit et devient de plus en plus transparent et à un moment donné, la couche devient si mince qu'elle ne comprend qu'une seule couche d'atomes de carbone.

C'est là que c'est – le graphène. C'est aussi l'arrière-plan de la devise adoptée par Graphene Coordinated Action :L'avenir dans une trace de crayon.

D'un coup de crayon, l'avenir de cette initiative de recherche prévue sera décidé vers la fin de cette année lorsque le jury secret de la Commission européenne décidera lequel des deux pilotes se partagera les milliards disponibles pour la recherche.

À PROPOS DU GRAPHÈNE

Le graphène est une forme de graphite, c'est-à-dire le carbone, qui comprend une seule couche cohésive d'atomes. C'est super fin, super-fort et transparent. Il peut être plié et étiré et il a une capacité singulière de conduire à la fois l'électricité et la chaleur.

L'existence du graphène est connue depuis longtemps, même si en 2004, Geim et Novoselov ont réussi à produire des flocons de matériau d'une manière entièrement nouvelle - en le séparant du graphite à l'aide de ruban adhésif domestique standard.

De nos jours, le graphène est également produit en utilisant d'autres méthodes.

Le centre de recherche suédois sur le graphène est Chalmers.

BIENTT SUR LES ÉCRANS TACTILES ET DANS LES TÉLÉPHONES MOBILES

Dans Graphene Coordinated Action, l'accent est mis sur la recherche appliquée. Finalement, il y a un potentiel à l'horizon pour construire une industrie européenne autour du graphène et de matériaux bidimensionnels similaires - à la fois en tant que composants et produits finis. Par conséquent, plusieurs grandes entreprises sont incluses dans le réseau, y compris le fabricant de téléphones mobiles Nokia.

"Comme le graphène est à la fois transparent et conducteur, il présente évidemment un intérêt pour une utilisation dans les écrans tactiles et les écrans du futur. Mais le graphène pourrait aussi être utilisé dans la technologie des batteries ou comme renfort dans la coque des téléphones portables, " déclare Claudio Marinelli du Nokia Research Department à Cambridge, Angleterre.

Chez Nokia, des recherches sont menées depuis quelques années sur les applications potentielles du graphène dans la communication mobile. Claudio Marinelli estime que d'ici 2015 au plus tard, Nokia utilisera le graphène dans une application ou une autre dans ses téléphones.

"Même lorsqu'il s'agit d'identification et d'autres transferts de données via l'écran, une technologie à base de graphène est envisageable, " il dit.

Plus loin sur la ligne, il pense que la pliabilité et la flexibilité du graphène pourraient faire partie de la communication mobile et être utilisées dans des produits que nous pourrions trouver un peu difficiles à imaginer à l'heure actuelle.

"Nous pensons que la technologie du graphène aura un impact majeur sur notre secteur d'activité. C'est pourquoi il était évident pour nous de nous impliquer dans ce projet de recherche."