Il ne fait aucun doute que le graphène est un matériau vraiment cool. C'est la substance la plus fine jamais fabriquée, une feuille d'atomes de carbone d'une épaisseur d'un atome disposée selon un motif hexagonal en nid d'abeille. Bien qu'il soit aussi rigide que le diamant et des centaines de fois plus résistant que l'acier, il est souple et extensible. En plus de ça, il conduit l'électricité plus rapidement à température ambiante que tout autre matériau connu et il peut convertir la lumière de n'importe quelle longueur d'onde en un courant.

Trouver un moyen d'utiliser ces propriétés s'est avéré être un énorme défi, toutefois. L'extrême finesse du graphène le rend compliqué et coûteux à produire en grandes feuilles, surtout de grandes feuilles avec un minimum de défauts. En outre, personne n'a mis au point des méthodes industrielles efficaces pour manipuler un matériau aussi mince.

Au-delà de ça, l'une des plus grandes forces du graphène, son extrême conductivité, est également l'une de ses plus grandes faiblesses. Une fois que le courant électrique commence à circuler à travers le graphène, il est très difficile de l'allumer et de l'éteindre, une exigence vitale en électronique numérique. Selon des études théoriques, il est possible d'activer et de désactiver la conductivité du graphène s'il est contraint dans un canal étroit, un nanoruban de graphène. Cependant, la réalisation pratique de ces nanorubans est difficile en raison de leur taille extrêmement petite - leur largeur est d'environ 100, 000 fois plus petit que le diamètre d'un cheveu humain moyen.

Maintenant, cependant, au moins certains de ces défis ont peut-être trouvé une réponse dans des recherches récentes menées à l'Université du Nebraska-Lincoln.

Une équipe de scientifiques dirigée par Alexander Sinitskii a développé une approche chimique pour produire en masse des nanorubans de graphène, un processus qui peut fournir un moyen d'exploiter la conductivité du graphène.

Sinitskii, un professeur assistant de chimie avec une double nomination au Nebraska Center for Materials and Nanoscience de l'UNL, a déclaré que les efforts précédents de son groupe et d'autres groupes de recherche pour créer des nanorubans de graphène suivaient une approche descendante, en utilisant un procédé de lithographie et de gravure pour essayer de couper des rubans dans des feuilles de graphène.

Bien que ces processus fonctionnent bien dans l'industrie des semi-conducteurs, où des éléments de transistor en silicium aussi petits que 22 nanomètres (22 milliardièmes de mètre) sont sculptés dans de gros cristaux de silicium, ils ne fonctionnent pas avec les nanorubans de graphène, qui doivent être aussi étroits que 2 nanomètres, dit Sinitski.

Par conséquent, lui et ses collaborateurs ont essayé un autre, approche finalement réussie qu'ils ont décrite dans le numéro du 10 février de Communication Nature , la revue multidisciplinaire en ligne du Nature Publishing Group.

"Au lieu de commencer avec une grande feuille de graphène et d'essayer de la réduire à quelque chose de petit - l'essence d'une approche descendante - nous avons décidé d'utiliser une approche ascendante, fabriquer de petits nanorubans de graphène en couplant des molécules organiques encore plus petites, " a déclaré Sinitskii.

"Lorsque vous développez une méthode pour fabriquer des nanorubans de graphène, il y a deux problèmes que vous devez résoudre :comment fabriquer des rubans très étroits avec une précision atomique et comment les fabriquer en grande quantité. La méthode que nous avons développée résout ces deux problèmes. L'ensemble du processus se fait par chimie humide dans un flacon, et, il peut être facilement agrandi. Nous pouvons faire un gramme, un kilogramme, essentiellement toute quantité de matériel qui est nécessaire"

La production de rubans nanométriques de graphène est une étape essentielle pour mettre la substance au travail dans toutes sortes d'appareils électriques, Sinitskii a dit, car les rubans ont des propriétés électroniques accordables.

« Nous testons ces rubans pour des applications en électronique, capteurs de gaz et cellules solaires, souvent en collaboration avec d'autres chercheurs de l'UNL, " a-t-il déclaré. " Le fait que nous puissions ajuster les propriétés électroniques des nanorubans de graphène en modifiant les conditions de synthèse est très bénéfique pour ces applications. Et pour les applications pratiques, il est également important que cette nouvelle méthode de synthèse de nanorubans de graphène puisse être étendue à des échelles industrielles. »