Le graphène est une feuille de carbone qui n'a qu'un atome d'épaisseur, et il a attiré l'attention du monde entier en tant que nouveau matériau. Un groupe de recherche de l'Université de Kumamoto, Le Japon a découvert que la pression peut être générée en empilant simplement des nanofeuillets d'oxyde de graphène, un matériau qui ressemble beaucoup au graphène. Ils ont également découvert que la pression peut être augmentée en réduisant la distance entre les couches grâce à un traitement thermique. C'est une approche innovante pour appliquer une pression élevée sans utiliser une énorme quantité d'énergie.

Le prix Nobel de physique 2010 a été décerné à deux scientifiques, André Geim et Konstantin Novoselov, pour des expériences révolutionnaires sur le graphène. Le matériau en carbone est très fin, fort, souple, et a une conductivité électrique élevée. Les nanofeuillets de graphène oxydé ont de nombreux groupes fonctionnels oxygène à l'avant et à l'arrière du graphène, et des recherches antérieures ont montré que si plusieurs couches de nanofeuillets de graphène oxydé sont traitées thermiquement, la distance intercouche diminue à mesure que les groupes fonctionnels oxygène sont éliminés.

Cela a conduit les chercheurs de l'Université de Kumamoto, Le Japon à considérer que la réduction de la distance intercouche des nanofeuillets d'oxyde de graphène, pourrait lui permettre d'être utilisé comme un compresseur qui applique une pression sur une substance prise en sandwich entre les feuilles. Pour mesurer la pression entre les nanofeuillets, ils ont utilisé des matériaux moléculaires qui modifient l'état électrique des ions métalliques en réponse à la pression (phénomène de croisement de spin). Ils ont observé un changement d'état électrique des nanoparticules de fer en prenant en sandwich le matériau et en mesurant le phénomène de croisement de spin entre les nanofeuillets d'oxyde de graphène.

Au fur et à mesure que la distance intercouche diminue, la pression entre les couches augmente. Cela signifie que la valeur de la pression peut être ajustée par la température de traitement thermique. La pression maximale mesurée par les chercheurs était de 38 x 10 ⁶ Pa (101, 300 Pa à pression atmosphérique, ou environ 375 atm). De plus, ils ont découvert que la pression ne se produit que si les nanofeuillets sont correctement empilés.

"Il existe plusieurs exemples de matériaux spéciaux qui provoquent une compression par simple prise en sandwich ou enveloppement, similaire à nos résultats ici, " a déclaré le professeur adjoint Ryo Ohtani de l'Université de Kumamoto, qui a dirigé l'étude. "Mais, pour autant que nous sachions, cette nanofeuille de graphène est le premier exemple au monde avec la possibilité d'ajuster la pression appliquée en changeant simplement la température de traitement thermique. Nous nous attendons à ce que ce "nano-compresseur" conduise à de nouveaux développements dans des domaines tels que la chimie ou la physique des matériaux. D'autant plus que cette technique produit des pressions élevées qu'on ne peut normalement pas obtenir sans un apport d'énergie important."