Le graphène présente des propriétés très différentes en conditions humides, selon des chercheurs de l'Université Queen Mary de Londres.

Graphène, qui est fait de carbone et a été découvert en 2004, est salué pour nombre de ses caractéristiques extraordinaires, notamment sa résistance à l'acier, plus conducteur que le cuivre, léger, souple et transparent.

Cette étude, publié dans la revue Examen physique B , montre que dans le graphène bicouche, qui est deux feuilles de carbone d'un atome d'épaisseur empilées ensemble, l'eau s'infiltre entre les couches dans un environnement humide.

Les propriétés du graphène dépendent de manière significative de la façon dont ces couches de carbone interagissent les unes avec les autres et lorsque l'eau pénètre entre elles peut modifier l'interaction.

Les chercheurs ont découvert que l'eau forme une couche atomiquement mince à 22% d'humidité relative et sépare les couches de graphène à plus de 50% d'humidité relative.

Cela suggère que le graphène en couches pourrait présenter des propriétés très différentes dans un endroit humide comme Manchester, ROYAUME-UNI, où l'humidité relative moyenne est supérieure à 80 pour cent chaque mois de l'année, par rapport à un endroit sec comme Tucson, Arizona, où l'humidité relative est de 13 pour cent les après-midi de mai mais s'élève à 65 pour cent les matins de janvier. Donc, à Tucson, les propriétés varient en fonction de la période de l'année.

Graphène, à la fois en couches et en une seule couche, a potentiellement un grand nombre d'utilisations, mais les résultats de cette étude pourraient avoir un impact sur la façon dont le matériau peut être utilisé dans des applications réelles.

Auteur principal Dr Yiwei Sun, de l'Université Queen Mary de Londres, dit :« Les points critiques, 22% et 50% d'humidité relative, sont des conditions très courantes dans la vie quotidienne et ces points peuvent être facilement franchis. D'où, bon nombre des propriétés extraordinaires du graphène pourraient être modifiées par l'eau entre les couches de graphène."

Il a ajouté :« Certains appareils à base de graphène peuvent fonctionner à leur pleine capacité dans des endroits secs, tandis que d'autres peuvent le faire dans des endroits humides. Nous suggérons que toutes les expériences sur des matériaux 2D devraient à l'avenir enregistrer l'humidité relative.

Les chercheurs suggèrent que l'humidité est également susceptible d'avoir un impact sur d'autres matériaux stratifiés tels que le nitrure de bore (feuilles faites de bore et d'azote) et le bisulfure de molybdène (feuilles faites de molybdène et de soufre).

L'étude a été réalisée car on savait que le graphite, un matériau également à base de carbone, perd son excellente capacité de lubrification dans des conditions de faible humidité, comme à bord d'avions à haute altitude, qui a été signalé pendant la Seconde Guerre mondiale, ou dans l'espace, tel que rapporté par la NASA dans les années 1970.

On croyait que l'eau entre les couches de graphite était cruciale pour son comportement et il a maintenant été démontré que le même effet affectait le graphène en couches.