Des chimistes du Boston College et de l'Université de Nagoya au Japon ont synthétisé le premier exemple d'une nouvelle forme de carbone, les rapports de l'équipe dans l'édition en ligne la plus récente de la revue Chimie de la nature .

Le nouveau matériau se compose de plusieurs morceaux identiques de graphène grossièrement déformé, contenant chacun exactement 80 atomes de carbone réunis en un réseau de 26 cycles, avec 30 atomes d'hydrogène décorant la jante. Parce qu'ils mesurent un peu plus d'un nanomètre de diamètre, ces molécules individuelles sont appelées génériquement « nanocarbones, " ou plus précisément dans ce cas sous le nom de " nanographenes grossièrement déformés ".

Jusque récemment, les scientifiques n'avaient identifié que deux formes de carbone pur :le diamant et le graphite. Puis en 1985, les chimistes ont été stupéfaits par la découverte que les atomes de carbone pouvaient également se joindre pour former des boules creuses, connu sous le nom de fullerènes. Depuis, les scientifiques ont également appris à faire long, très mince, tubes creux d'atomes de carbone, appelés nanotubes de carbone, et de grandes feuilles simples plates d'atomes de carbone, connu sous le nom de graphène. La découverte des fullerènes a reçu le prix Nobel de chimie en 1996, et la préparation du graphène a reçu le prix Nobel de physique en 2010.

Les feuilles de graphène préfèrent les plans, géométries bidimensionnelles en raison de l'hexagone, comme du fil de poulet, arrangements d'atomes de carbone trigonaux comprenant leurs réseaux bidimensionnels. La nouvelle forme de carbone qui vient d'être signalée dans Chimie de la nature , cependant, est fortement déformé par rapport à la planéité en raison de la présence de cinq cycles à 7 chaînons et d'un cycle à 5 chaînons noyés dans le réseau hexagonal d'atomes de carbone.

Les défauts d'anneaux impairs tels que ceux-ci déforment non seulement les couches d'atomes loin de la planéité, ils modifient aussi le physique, optique, et les propriétés électroniques du matériau, selon l'un des principaux auteurs, Lawrence T. Scott, Jim et Louise Vanderslice et Family Professor of Chemistry au Boston College.

"Notre nouveau nanographene grossièrement déformé est considérablement plus soluble qu'un nanographene plan de taille comparable, " dit Scott, "et les deux diffèrent considérablement par la couleur, également. Des mesures électrochimiques ont révélé que les nanographenes planaires et déformés sont tout aussi facilement oxydés, mais le nanographene déformé est plus difficile à réduire."

Le graphène a été hautement présenté comme un matériau révolutionnaire pour l'électronique à l'échelle nanométrique. En introduisant plusieurs défauts d'anneaux impairs dans le réseau de graphène, Scott et ses collaborateurs ont démontré expérimentalement que les propriétés électroniques du graphène peuvent être modifiées de manière prévisible grâce à une synthèse chimique contrôlée avec précision.