La surface du graphène, une feuille de carbone d'une épaisseur d'un atome, peut être décoré au hasard avec de l'oxygène pour créer de l'oxyde de graphène; une forme de graphène qui pourrait avoir un impact significatif sur le produit chimique, industries pharmaceutiques et électroniques. Appliqué comme peinture, il pourrait fournir un ultra-fort, revêtement non corrosif pour une large gamme d'applications industrielles.

Les solutions d'oxyde de graphène peuvent être utilisées pour peindre diverses surfaces allant du verre aux métaux en passant par les briques conventionnelles. Après un simple traitement chimique, les revêtements résultants se comportent comme du graphite en termes de stabilité chimique et thermique mais deviennent mécaniquement presque aussi résistants que le graphène, le matériau le plus résistant connu de l'homme.

L'équipe dirigée par le Dr Rahul Nair et le lauréat du prix Nobel Sir Andre Geim a démontré précédemment que les films multicouches fabriqués à partir d'oxyde de graphène sont étanches au vide dans des conditions sèches mais, en cas d'exposition à l'eau ou à ses vapeurs, agissent comme des tamis moléculaires permettant le passage de petites molécules en dessous d'une certaine taille. Ces découvertes pourraient avoir d'énormes implications pour la purification de l'eau.

Cette propriété contrastée est due à la structure des films d'oxyde de graphène qui se composent de millions de petits flocons empilés de manière aléatoire les uns sur les autres mais laissent des capillaires de taille nanométrique entre eux. Les molécules d'eau aiment être à l'intérieur de ces nanocapillaires et peuvent entraîner de petits atomes et molécules.

Dans un article publié dans Communication Nature cette semaine, l'équipe de l'Université de Manchester montre qu'il est possible de fermer hermétiquement ces nanocapillaires à l'aide de traitements chimiques simples, ce qui rend les films de graphène encore plus résistants mécaniquement ainsi qu'entièrement imperméables à tout :gaz, liquides ou produits chimiques puissants. Par exemple, les chercheurs démontrent que la verrerie ou les plaques de cuivre recouvertes de peinture au graphène peuvent être utilisées comme conteneurs pour des acides fortement corrosifs.

Les propriétés barrières exceptionnelles de la peinture au graphène ont déjà suscité l'intérêt de nombreuses entreprises qui collaborent désormais avec l'Université de Manchester au développement de nouveaux revêtements protecteurs et anticorrosion.

Le Dr Nair a déclaré :« La peinture au graphène a de bonnes chances de devenir un produit vraiment révolutionnaire pour les industries qui traitent de tout type de protection contre l'air, éléments météorologiques ou produits chimiques corrosifs. Ceux-ci incluent, par exemple, médical, l'industrie électronique et nucléaire ou encore la construction navale, pour n'en citer que quelques-uns."

Dr Yang Su, le premier auteur de cet ouvrage a ajouté :« La peinture au graphène peut être appliquée sur pratiquement n'importe quel matériau, indépendamment du fait qu'il soit en plastique, du métal ou même du sable. Par exemple, les films plastiques enduits de graphène pourraient être intéressants pour les emballages médicaux pour améliorer la durée de conservation car ils sont moins perméables à l'air et à la vapeur d'eau que les revêtements conventionnels. En outre, de fines couches de peinture au graphène sont optiquement transparentes."