La baie, fjord, crique, fauteuil et zigzag - les chimistes utilisent des termes tels que ceux-ci pour décrire les formes prises par les bords du nanographene. Le graphène est constitué d'une structure carbonée monocouche dans laquelle chaque atome de carbone est entouré de trois autres. Cela crée un motif rappelant un nid d'abeille, avec des atomes dans chacun des coins. Le nanographene est un candidat prometteur pour amener la microélectronique à l'échelle nanométrique et un substitut probable du silicium.

Les propriétés électroniques du matériau dépendent fortement de sa forme, taille et surtout, périphérie, c'est-à-dire comment les bords sont structurés. Une périphérie en zigzag est particulièrement adaptée - dans cette configuration, les électrons, qui agissent comme porteurs de charges, sont plus mobiles que dans d'autres structures de bord. Cela signifie que l'utilisation de morceaux de graphène en forme de zigzag dans des composants nanoélectroniques peut permettre des fréquences plus élevées pour les commutateurs.

Les scientifiques des matériaux qui souhaitent rechercher uniquement le nanographene en zigzag sont confrontés au problème que cette forme rend les composés instables et difficiles à produire de manière contrôlée. C'est un préalable, cependant, si les propriétés électroniques doivent être étudiées en détail.

Les chercheurs dirigés par le Dr Konstantin Amsharov de la Chaire de chimie organique II ont maintenant réussi à faire exactement cela. Leurs recherches sont maintenant publiées dans Communication Nature . Non seulement ils ont découvert une méthode simple pour synthétiser le nanographene en zigzag, leur procédure offre un rendement de près de 100 pour cent et convient à la production à grande échelle. Ils ont déjà produit une quantité techniquement pertinente en laboratoire.

Les chercheurs ont d'abord produit des molécules préliminaires, qu'ils s'assemblent ensuite en une formation en nid d'abeilles sur plusieurs cycles dans un processus connu sous le nom de cyclisation. À la fin, les fragments de graphène sont produits à partir de rangées décalées de nids d'abeilles ou d'étoiles à quatre branches entourant un point central de quatre nids d'abeilles en graphène, avec le motif en zigzag recherché sur les bords. Le produit cristallise directement, même pendant la synthèse. Dans leur état solide, les molécules ne sont pas en contact avec l'oxygène. En solution, cependant, l'oxydation provoque la désintégration rapide des structures.

Cette approche permet aux scientifiques de produire de gros morceaux de graphène, tout en gardant le contrôle de leur forme et de leur périphérie. Cette percée dans la recherche sur le graphène signifie que les scientifiques devraient bientôt être en mesure de produire et de rechercher une variété de structures de nanographene intéressantes, une étape cruciale vers l'utilisation du matériau dans des composants nanoélectroniques.