Des scientifiques de l'Université de l'Illinois à Chicago ont découvert une nouvelle méthode chimique qui permet d'incorporer le graphène dans un large éventail d'applications tout en conservant son électronique ultra-rapide.

Graphène, un poids léger, mince, matériau souple, peut être utilisé pour améliorer la force et la vitesse des écrans d'affichage d'ordinateur, circuits électriques/photoniques, cellules solaires et divers médicaux, procédés chimiques et industriels, entre autres. Il est composé d'une seule couche d'atomes de carbone liés ensemble dans un motif répétitif d'hexagones.

Isolé pour la première fois il y a 15 ans par un professeur de physique de l'Université de Manchester en Angleterre, il est si fin qu'il est considéré comme bidimensionnel et considéré comme le matériau le plus résistant de la planète.

Vikas Berry, professeur agrégé et chef de département de génie chimique, et ses collègues ont utilisé un processus chimique pour attacher des nanomatériaux au graphène sans modifier les propriétés et la disposition des atomes de carbone dans le graphène. En faisant cela, les scientifiques de l'UIC ont conservé la mobilité électronique du graphène, ce qui est essentiel dans l'électronique à grande vitesse.

L'ajout de nanoparticules d'argent plasmonique au graphène a également multiplié par 11 la capacité du matériau à augmenter l'efficacité des cellules solaires à base de graphène, dit Berry.

La recherche, financé par la National Science Foundation (CMMI-1030963), a été publié dans la revue Lettres nano .

Au lieu d'ajouter des molécules aux atomes de carbone individuels du graphène, La nouvelle méthode de Berry ajoute des atomes de métal, comme le chrome ou le molybdène, aux six atomes d'un cycle benzoïque. Contrairement aux liaisons centrées sur le carbone, ce lien est délocalisé, qui maintient l'arrangement des atomes de carbone non déformé et plan, de sorte que le graphène conserve ses propriétés uniques de conduction électrique.

La nouvelle méthode chimique d'annexion de nanomatériaux sur le graphène va révolutionner la technologie du graphène en élargissant le champ de ses applications, dit Berry.

"Cela a été un défi d'interfacer le graphène avec d'autres nano-systèmes car le graphène n'a pas de chimie d'ancrage, " dit-il. " Et si la chimie du graphène est modifiée pour ajouter des ancres, il perd ses propriétés supérieures. La distinction de notre chimie permettra l'intégration du graphène avec presque n'importe quoi, tout en conservant ses propriétés.

"Nous prévoyons que notre travail motivera un mouvement mondial vers des chimies" centrées sur l'anneau "pour interfacer le graphène avec d'autres systèmes."