Graphene FET Flagship est un projet européen ambitieux axé sur le nouveau matériau éponyme étonnant. Graphène, une couche de carbone d'une épaisseur d'un atome, est léger, transparent et solide, dont les caractéristiques restent encore à découvrir. Le projet phare recevra un milliard d'euros sur une période de dix ans pour déplacer le graphène hors des laboratoires universitaires et dans la société, où ses applications devraient avoir un fort impact technologique et économique.

Jani Kivioja, un scientifique finlandais, qui est directeur de recherche au Nokia Research Center de Cambridge, ROYAUME-UNI, dirige les activités industrielles au sein du projet. Son groupe cherche à résoudre des défis scientifiques afin de transformer l'industrie convergente de l'Internet et des communications. Ici, il parle à youris.com de ce que le graphène peut faire pour les citoyens européens.

Comment le graphène a-t-il été découvert et par qui ?

Le graphène est à l'honneur depuis les premières expériences révolutionnaires en 2004. Andre Geim et Kostantin Novoselov de l'Université de Manchester sont des pionniers du graphène. Ils ont été récompensés par le prix Nobel de physique en 2010. Les premières applications ont également vu le jour en 2010.

Les recherches de Nokia avec le graphène remontent à 2006. Nos travaux se sont concentrés à la fois sur des travaux expérimentaux et théoriques sur les batteries à base et les supercondensateurs, films souples transparents, transistors et capteurs en graphène.

Quelles applications peuvent provenir du graphène ?

Le graphène est transparent mais il est aussi extrêmement flexible tout en restant rigide et un très bon conducteur. Il pourrait être utilisé pour créer des produits plus légers, plus robuste, transparent, souple et extensible. Et rendre possible de nouveaux dispositifs électroniques et photoniques. Les principales applications potentielles sont, par exemple, appareils électroniques et optiques rapides, électronique souple, composants légers fonctionnels et batteries avancées.

Parmi les exemples de nouveaux produits qui pourraient être activés par les technologies du graphène, citons les des appareils électroniques grand public flexibles et solides tels que le papier électronique et les appareils de communication personnels pliables, et des avions plus légers et plus économes en énergie. A plus long terme, le graphène devrait donner naissance à de nouveaux paradigmes informatiques et à des applications médicales révolutionnaires, avec une possibilité étant les rétines artificielles. Il a également un potentiel en spintronique, une technologie émergente exploitant à la fois le degré de liberté intrinsèque des électrons, appelé rotation, et son moment magnétique associé.

Comment le graphène peut-il être considéré comme une technologie de plateforme ?

Le graphène a une mécanique supérieure, électrique, propriétés thermiques et optiques par rapport à tout autre matériau connu. De plus, le graphène a des combinaisons vraiment uniques de propriétés supérieures. Tout cela permettra une multitude d'applications dans différents domaines. Par ailleurs, différentes applications pourraient être réalisées en utilisant le même matériau, graphène, et les processus liés au graphène. C'est ce que nous entendons lorsque nous disons que le graphène est une technologie de plate-forme.

Quel est le but du projet FLAGSHIP ?

La mission de Graphene Flagship est de faire passer le graphène et les matériaux en couches connexes des laboratoires universitaires et dans la société. Son objectif est de révolutionner de multiples industries et de créer de la croissance économique et de nouveaux emplois en Europe.

Cet effort de recherche couvrira l'ensemble de la chaîne de valeur, de la production de matériaux aux composants et à l'intégration de systèmes. Il cible également un certain nombre d'objectifs spécifiques qui exploitent les propriétés uniques du graphène. Pour l'instant, il existe de nombreuses lacunes dans les industries de fabrication de graphène, mais cela va changer.

Il existe déjà des applications prometteuses. Vous pouvez imprimer des appareils électroniques à l'aide d'encres au graphène, par exemple. Mais la technologie aura vraiment un grand impact à l'avenir, dans cinq à dix ans.

Quels avantages potentiels ce projet offre-t-il à l'industrie?

C'est une opportunité unique pour de nombreuses entreprises, leur permettant de s'engager avec le monde universitaire pour créer conjointement des industries européennes de graphène, offrant la perspective d'une croissance économique accrue et de nouvelles opportunités d'emploi.

Nokia s'intéresse au graphène, mais ne peut pas tout faire par lui-même et nous et d'autres industries pouvons bénéficier d'une chaîne d'approvisionnement améliorée. Aussi, Nokia peut apporter beaucoup à ce projet. Souvent, les grands projets financés par l'État ont tendance à être assez académiques où les applications et l'impact ne sont pas si clairs. Mais mon rôle et celui de Nokia ici est de faire en sorte que le projet ait un impact sur l'ensemble de l'Europe à travers ses futures applications.

Existe-t-il des défis à l'utilisation industrielle du graphène sur un produit de masse comme celui-ci ?

La technologie du graphène en est encore à ses balbutiements et des recherches coordonnées à grande échelle sont nécessaires, mais si les mêmes progrès continuent, nous nous attendons à voir des choses assez étonnantes dans un avenir pas si lointain. Les investissements mondiaux dans la technologie du graphène se chiffrent en milliards de dollars, mais la structure de la chaîne d'approvisionnement est encore en développement. Et une normalisation appropriée des applications dérivées du graphène est également nécessaire avant que les produits de masse n'atteignent le marché.