Les prédictions des physiciens de l'Université du Luxembourg ont récemment conduit à la découverte d'un matériau aux propriétés électriques particulières qui suscite l'intérêt de l'industrie plasturgique. Il y a trois ans, des physiciens luxembourgeois avaient théoriquement prédit les caractéristiques inhabituelles d'un matériau composite particulier. Ces calculs pourraient maintenant être confirmés par l'expérimentation en coopération avec le "Centre de Recherche Paul Pascal" à Bordeaux, La France, et a abouti à la découverte d'un matériau dit high-k, qui pourraient permettre la production de meilleurs dispositifs de stockage d'énergie - la base de plus petits, électronique plus rapide et plus efficace.

Les calculs antérieurs de l'équipe autour de Tanja Schilling, professeur de physique à l'Université du Luxembourg, étaient d'abord plutôt une mauvaise nouvelle pour le domaine de la recherche sur les matériaux :ils indiquaient que certains matériaux composés à base de polymères et de graphène floconneux, contrairement à ceux en polymères et nanotubes de carbone, n'a pas augmenté la conductivité du matériau au degré auquel on s'attendait généralement jusque-là. C'était une conclusion surprenante à l'époque qui remettait en cause l'utilisation du graphène pour augmenter la conductivité.

Cette prédiction, cependant, mènent aujourd'hui à une découverte très prometteuse :l'effet qui remettait en cause la conductivité du composé plastique-graphène, lui confère des propriétés diélectriques remarquables. Cela signifie que l'on peut générer un fort champ électrique à l'intérieur - la propriété fondamentale pour la production de condensateurs efficaces. Ce sont de minuscules composants qui peuvent stocker de l'énergie statiquement et se produisent dans presque tous les appareils électroniques, où ils servent de régulateurs de tension ou de stockage d'informations, entre autres. Des ordinateurs, par exemple, en contiennent des milliards.

"Matériaux à constante diélectrique élevée, les matériaux dits high-k, sont très recherchés, " dit Tanja Schilling, chef de projet de recherche à la Faculté des sciences, Technologie et Communication de l'Université du Luxembourg. "La découverte basée sur nos prédictions a maintenant été publiée dans la célèbre revue Communication Nature - dont nous sommes très heureux."

Les propriétés diélectriques spéciales du matériau composé résultent de ses propriétés de cristal liquide empêchant l'agencement des flocons de graphène dans une structure conductrice. Alors quand il y a un courant électrique, il ne s'écoule pas directement à travers le composé, mais génère à la place un fort champ électrique. Alors que dans d'autres matériaux composés, l'effet perméable actuel est l'effet dominant, les physiciens luxembourgeois ont pu démontrer mathématiquement que, dans ce cas, les propriétés des cristaux liquides jouent le rôle principal et sont responsables des propriétés électriques inattendues.

L'entreprise chimique Solvay, partenaire du projet de recherche, souhaite maintenant poursuivre les recherches autour de ce nouveau matériau high-k, visant à produire des synthétiques pour des condensateurs particulièrement efficaces et d'autres applications à l'avenir.