(Phys.org) — En pensant que si certains sont bons, plus doit être mieux, les chercheurs ont essayé d'emballer plus de graphène, un supermatériau, en composites structurels. Une recherche collaborative menée par les ingénieurs en matériaux de l'Université du Nebraska-Lincoln a découvert que, dans ce cas, moins est plus.

L'équipe, dirigé par Yuris Dzenis, Professeur McBroom de génie mécanique et des matériaux et membre du Nebraska Center for Materials and Nanoscience de l'UNL, appris que l'utilisation d'une petite quantité d'oxyde de graphène comme modèle améliore les nanomatériaux de carbone qui, à son tour, promet d'améliorer les matériaux composites. Les composites sont utilisés dans tout, des avions aux vélos et aux clubs de golf.

Le graphène est une couche de carbone d'une épaisseur d'un atome avec une structure cristalline qui le rend exceptionnellement résistant et un excellent conducteur thermique et électrique. Il a fait l'objet de recherches qui lui ont valu le prix Nobel de physique 2010.

Les ingénieurs de l'UNL ont collaboré avec des chercheurs de la Northwestern University et de Materials and Electrochemical Research Corp. de Tucson, Arizona., sur cette étude. L'équipe UNL a développé un processus pour incorporer des nanoparticules d'oxyde de graphène comme modèle pour guider la formation et l'orientation de nanofibres de carbone continues, ce qui devrait améliorer les propriétés de la fibre. Ce processus consiste à froisser le graphène, comme froisser une feuille de papier, d'une manière qui améliore le graphène en tant qu'agent de modélisation et d'orientation. Seules de petites quantités de nanoparticules de graphène froissées sont nécessaires. Un groupe dirigé par le chimiste SonBinh Nguyen de Northwestern a synthétisé l'oxyde de graphène.

"Beaucoup de gens essaient de mettre autant de graphène que possible dans les fibres, " Dzenis a dit, ajoutant que c'est difficile à faire. "Mais nous avons fait la chose non conventionnelle:nous avons utilisé de très petites quantités suivies d'une carbonisation."

La structure de nanofibres de carbone résultante a une orientation similaire aux fibres avec une résistance améliorée démontrée et d'autres propriétés, dit Dzenis. Lui et ses collègues testent maintenant leurs nanofibres à base de graphène pour ces propriétés améliorées et améliorent la technique.

La méthode est prometteuse, il a dit. Il pourrait réduire considérablement le coût de fabrication des composites car il ne nécessite que de petites quantités de nanoparticules coûteuses et utilise un procédé de fabrication de nanofibres peu coûteux, qui a été développé à l'UNL.

"Tout cela a un potentiel de haute performance mais, à la fois, nanofibres de carbone à faible coût, " dit Dzenis.

L'équipe a rendu compte de ses conclusions dans le numéro du 10 décembre de Matériaux fonctionnels avancés .