L'un des obstacles à l'utilisation du graphène à une échelle commerciale pourrait être surmonté à l'aide d'une méthode démontrée par des chercheurs du laboratoire national d'Oak Ridge du ministère de l'Énergie.

Graphène, un matériau plus résistant et plus rigide que la fibre de carbone, a un énorme potentiel commercial mais n'a pas été pratique à utiliser à grande échelle, avec des chercheurs limités à l'utilisation de petits éclats du matériau.

Maintenant, par dépôt chimique en phase vapeur, une équipe dirigée par Ivan Vlassiouk de l'ORNL a fabriqué des composites polymères contenant des feuilles de 2 pouces sur 2 pouces d'atomes de carbone disposés de manière hexagonale d'un atome d'épaisseur.

Les résultats, rapporté dans le journal Matériaux appliqués et interfaces , pourrait aider à inaugurer une nouvelle ère dans l'électronique flexible et à changer la façon dont ce matériau de renforcement est considéré et finalement utilisé.

"Avant notre travail, de superbes propriétés mécaniques du graphène ont été montrées à une échelle microscopique, " dit Vlassiouk, membre de la Division des sciences de l'énergie et des transports de l'ORNL. "Nous avons étendu cela à une plus grande échelle, ce qui étend considérablement les applications potentielles et le marché du graphène."

Alors que la plupart des approches pour la construction de nanocomposition polymère utilisent de minuscules flocons de graphène ou d'autres nanomatériaux de carbone qui sont difficiles à disperser dans le polymère, L'équipe de Vlassiouk a utilisé de plus grandes feuilles de graphène. Cela élimine les problèmes de dispersion et d'agglomération des flocons et permet au matériau de mieux conduire l'électricité avec moins de graphène réel dans le polymère.

"Dans notre cas, nous avons pu utiliser le dépôt chimique en phase vapeur pour fabriquer un stratifié nanocomposite électriquement conducteur avec une charge de graphène 50 fois inférieure à celle des échantillons de pointe actuels, " a déclaré Vlassiouk. C'est une clé pour rendre le matériau compétitif sur le marché.

Si Vlassiouk et son équipe peuvent réduire les coûts et faire preuve d'évolutivité, les chercheurs envisagent l'utilisation du graphène dans l'aérospatiale (surveillance structurelle, retardateurs de flamme, antigivrage, conducteur), le secteur automobile (catalyseurs, revêtements résistants à l'usure), applications structurelles (revêtements autonettoyants, matériaux de contrôle de la température), électronique (affichages, électronique imprimée, gestion de la chaleur), énergie (photovoltaïque, filtration, stockage d'énergie) et la fabrication (catalyseurs, revêtements barrières, filtration).