Le graphène riveté (décrit en jaune) est presque aussi transparent que le graphène pur et conserve sa force et sa conductivité même lorsqu'il est fléchi. Le matériel a été créé à l'Université Rice. Crédit :Tour Group/Rice University
Les "rivets" nanométriques confèrent au graphène des qualités qui peuvent accélérer l'adoption du matériau miracle dans des produits tels que les flexibles, électronique transparente, selon des chercheurs de l'Université Rice.
Le laboratoire Rice du chimiste James Tour a rapporté la création de « rivet graphène, " du carbone bidimensionnel qui incorpore des nanotubes de carbone pour la résistance et des sphères de carbone qui enveloppent des nanoparticules de fer, qui améliorent à la fois la portabilité du matériau et ses propriétés électroniques.
Le matériau fait l'objet d'un article dans la revue American Chemical Society ACS Nano .
Jusqu'à maintenant, les chercheurs ont dû transférer du graphène cultivé par dépôt chimique en phase vapeur avec une couche de polymère pour l'empêcher de se froisser ou de se déchirer. Mais le polymère avait tendance à laisser des contaminants et à dégrader les capacités du graphène à transporter un courant.
"Le graphène de rivet s'est avéré suffisamment résistant pour éliminer l'étape de polymère intermédiaire, " Dit Tour. " Aussi, les rivets rendent l'interfaçage avec les électrodes bien meilleur par rapport à l'interface normale du graphène, puisque les jonctions sont plus efficaces électriquement.
"Finalement, les nanotubes confèrent au graphène une conductivité globale plus élevée. Donc, si vous souhaitez utiliser le graphène dans des appareils électroniques, c'est un matériau de qualité supérieure, " il a dit.
Une feuille de graphène à rivets (encadrée en jaune) flotte dans l'eau. Le graphène amélioré créé à l'Université Rice peut être transféré de son substrat de croissance sans avoir besoin de polymères contaminants. Crédit :Tour Group/Rice University
Les tests ont prouvé que le graphène à rivets conservait la résistance du graphène des barres d'armature du laboratoire Tour (qui incorpore un renfort de nanotubes) ainsi que la capacité des barres d'armature à flotter sur l'eau. Mais les rivets ont également amélioré la capacité du matériau à transférer le courant entre les électrodes et le graphène, même courbé, les chercheurs ont rapporté.
Les rivets sont des couches de carbone enroulées autour d'un noyau de fer de 30 nanomètres, surnommés "nano-oignons" par le laboratoire. Les structures sont développées en place dans le four CVD après dispersion des nanotubes et dépôt de graphène. Une dernière étape soude tous les éléments entre eux, Tour dit.
Le graphène à rivet est suffisamment transparent pour une électronique flexible et transparente, il a dit, et le processus simplifié devrait être évolutif.
