Le graphène est une nouvelle industrie passionnante et lucrative – alors pourquoi le gouvernement australien ne finance-t-il pas le développement commercial local ? Crédit :Groupe Hinkle
Les industries australiennes ont atteint un tournant. Avec de vieilles industries en voie de disparition, le plus grand défi du secteur manufacturier australien est de passer d'un modèle de production de masse à faible coût à un modèle qui exploite des marchés de niche et ajoute de la valeur à la chaîne d'approvisionnement mondiale.
Les avancées technologiques axées sur la recherche sont une partie essentielle de ce processus. En s'appuyant sur les atouts naturels du pays, comme les ressources minérales et énergétiques, ce genre de progrès peut favoriser passionnant, filières durables. L'exemple parfait est le graphène.
Graphène, tu auras entendu, est un matériau remarquable :il est extrêmement léger et résistant, peut conférer cette résistance à d'autres matériaux et a une meilleure conductivité électrique que le cuivre; toutes les qualités trouvées dans des feuilles simples un million de fois plus fines qu'un cheveu humain. Cela ne devrait pas être une surprise, alors, que ce matériau a le potentiel de bouleverser de nombreuses industries de haute technologie.
Qu'offre exactement la substance ? Appeler, mais quelques-uns :
Le potentiel de ce "supermatériau" est si grand que l'Union européenne a l'intention de dépenser 1,35 milliard de dollars américains au cours des dix prochaines années pour faire passer le graphène du laboratoire aux produits commerciaux.
Le plus grand obstacle actuel à son utilisation généralisée est de générer des quantités suffisantes de graphène de haute qualité à faible coût pour les applications industrielles.
Décoller des feuilles de graphène individuelles du graphite (le "tampon" au "papier" du graphène) semblerait être facile - les deux physiciens anglais qui ont remporté le prix Nobel 2010 pour isoler le graphène l'ont fait en utilisant du ruban adhésif, diviser à plusieurs reprises les flocons de graphite jusqu'à obtenir une seule couche de graphène - mais ce type d'exfoliation mécanique n'est pas évolutif, et d'un coût prohibitif.
Une approche alternative pour séparer mécaniquement les couches de graphène dans le graphite consiste à modifier chimiquement les propriétés des couches de graphène dans le graphite afin qu'elles ne veuillent plus coller les unes aux autres et puissent être dispersées dans l'eau (ou un autre solvant).
Les couches d'oxyde de graphène résultantes peuvent ensuite être reconverties en feuilles de graphène uniques.
Le graphène au microscope. Crédit :ACES
Les dispersions d'eau et de solvant de graphène peuvent être appliquées sur des surfaces par une gamme de moyens ou utilisées dans des mélanges tels que les plastiques pour former des composites, les deux processus évolutifs industriellement.
Qu'est-ce que cela a à voir avec les fabricants australiens ?
En 2012, l'essentiel de l'approvisionnement mondial en graphite provenait de Chine, l'Inde et le Brésil, avec la Chine produisant 70 % (bien que ses réserves s'épuisent).
En Australie, le graphite a été extrait sur la péninsule d'Eyre en Australie-Méridionale à intervalles irréguliers depuis 1910, mais au cours des 18 derniers mois, il y a eu une vague de nouvelles découvertes de graphite de minerai de haute qualité.
Strategic Graphite Limited rouvrira la mine historique d'Uley dans la région de Lower Eyre Peninsula en 2014 et deviendra la seule mine de graphite en exploitation en Australie.
Alors que cette mine emploiera jusqu'à 50 personnes dans l'État le plus touché par la perte imminente de grands employeurs, comme la plupart des autres produits miniers en Australie, le graphite sera envoyé en offshore pour être substantiellement valorisé par incorporation dans des lubrifiants, piles, garnitures de frein et ainsi de suite, perdre non seulement un gain financier, mais davantage d'emplois et de nouvelles industries.
Donc, L'Australie dispose d'un excellent approvisionnement en matières premières de haute qualité (graphite), ainsi que de la technologie et de l'expertise nécessaires pour transformer cette matière première en un matériau de haute technologie.
Ce qu'il faut maintenant, c'est un alignement des compétences et des ressources qui peuvent transformer ces opportunités en une opération de fabrication australienne viable.
Une mine de graphite, vers 1900. Crédit :born1945
Les gains à en tirer sont énormes. La conversion du graphite d'Australie-Méridionale en graphène a le potentiel d'augmenter la valeur du produit de 2 USD. 000/tonne pour le graphite à au moins 1 $ US 000, 000/tonne pour le graphène, à un coût similaire ou inférieur à celui de nombreux métaux précieux qui pourraient être remplacés par le graphène dans les appareils électroniques.
Imaginez la valeur ajoutée en mettant quelques milligrammes de graphène dans les condensateurs ou les batteries des 1,1 milliard de téléphones portables produits dans le monde chaque année. A chacune de ces étapes, l'emploi augmente.
Le mois dernier, le Centre d'excellence de l'ARC pour la science des électromatériaux a été refinancé pour sept ans. Une partie de ce financement sera utilisée pour le développement de nouveaux protocoles de fabrication et de nouvelles utilisations du graphène dans l'énergie et la bionique médicale ainsi que pour le diagnostic et la robotique douce.
Dans la mesure où cela augmentera le potentiel commercial du matériau, ce qu'il faut vraiment, c'est un cadre financier et commercial permettant aux chercheurs et aux développeurs de travailler avec ceux qui sont compétents dans l'art du développement commercial.
Maintenant, les mécanismes du secteur australien de financement soutenant la recherche commerciale aident les entreprises existantes, mais pas la création de nouvelles entreprises.
Trouver des moyens de financer de telles entreprises est essentiel dans un pays doté d'énormes ressources comme le graphite ainsi que de jeunes chercheurs extraordinaires. Mais l'autonomisation de ces jeunes chercheurs pour développer les compétences commerciales et entrepreneuriales pour créer notre avenir manufacturier est également essentielle.
Le dernier gouvernement fédéral a engagé plus de 3 milliards de dollars australiens pour maintenir un secteur manufacturier en difficulté sur une période de dix ans. L'Union européenne, d'autre part, a consacré un tiers de cette somme à la création de nouveaux produits passionnants et des industries de fabrication associées basées sur un seul matériau. Quelle approche a du sens pour vous ?
Cette histoire est publiée avec l'aimable autorisation de The Conversation (sous Creative Commons-Attribution/Pas de dérivés).
