Les scientifiques se sont inspirés de l'un des plus anciens matériaux naturels pour exploiter les qualités extraordinaires du graphène, un ensemble de matériaux pour révolutionner les domaines des ordinateurs et des batteries aux matériaux composites.

Publié aujourd'hui dans Communication Nature , une étude de l'Université Monash dirigée par le professeur Dan Li a établi, pour la première fois, un moyen efficace de former du graphène, qui existe normalement en couches très minces, en formes tridimensionnelles utiles en reflétant la structure du liège.

Le graphène se forme lorsque le graphite est décomposé en couches d'un atome d'épaisseur. Sous cette forme, c'est très fort, chimiquement stable et excellent conducteur d'électricité. Il a un large éventail d'applications potentielles, à partir de batteries capables de se recharger en quelques secondes, aux échafaudages de tissus biologiques pour une utilisation dans la transplantation d'organes et même la régénération.

Professeur Li, du Département de génie des matériaux, que les recherches précédentes s'étaient principalement concentrées sur les propriétés intrinsèques et les applications des feuilles individuelles, tandis que son équipe a relevé le défi de concevoir les feuilles en structures 3D macroscopiquement utilisables.

"Lorsque les feuilles de graphène atomique sont assemblées pour former des structures 3D, ils aboutissent normalement à des monolithes poreux, cassants et peu performants, " dit le professeur Li.

"On pensait généralement qu'il était hautement improbable que le graphène puisse être conçu sous une forme élastique, ce qui signifie qu'il récupère bien du stress ou de la pression."

Les chercheurs ont utilisé du liège, qui est léger mais solide, comme modèle pour surmonter ce défi.

Doctorant, Ling Qiu, également du Département de génie des matériaux, les techniques modernes ont permis aux scientifiques d'analyser la structure de ces matériaux et de reproduire la conception efficace de la nature.

"Les fibres des parois cellulaires du liège sont étroitement emballées pour maximiser la résistance et les cellules individuelles se connectent dans une structure en nid d'abeille qui rend le matériau très élastique, " a déclaré M. Qiu.

En utilisant une méthode appelée congélation, les chercheurs ont pu former du graphène chimiquement modifié dans une structure 3D qui imitait le liège. Les blocs de graphène produits étaient plus légers que l'air, capable de supporter plus de 50 ans, 000 fois leur propre poids, bons conducteurs d'électricité et très élastique - capable de récupérer de plus de 80 pour cent de déformation.

« Nous avons réussi à préserver efficacement les qualités extraordinaires du graphène sous une forme 3D élastique, qui ouvre la voie à des investigations sur de nouvelles utilisations du graphène - de l'aérospatiale à l'ingénierie tissulaire, " dit le professeur Li.

"L'imitation de la structure du liège a rendu possible ce que l'on croyait impossible."