Le graphène est en fait un matériau 3D ainsi qu'un matériau 2D, selon une nouvelle étude de l'Université Queen Mary de Londres.

Réaliser qu'il s'agit d'un matériau 3D est important pour comprendre ses propriétés mécaniques et pour développer de nouveaux dispositifs à base de graphène.

Souvent salué comme un « matériau merveilleux », le graphène a la conductivité thermique et électrique la plus élevée connue, est plus solide que l'acier, léger, souple et transparent. Ses utilisations sont très variées et il a récemment été démontré qu'il pouvait même agir comme une barrière contre les piqûres de moustiques.

Dans cette étude, publié dans la revue Lettres d'examen physique , les chercheurs ont posé deux questions fondamentales :dans quelle mesure le graphène est-il du graphite, et quelle est la vraie épaisseur de graphène ?

A leur grande surprise, ils ont trouvé que le graphène 2-D, qui est une couche unique plate d'atomes de carbone disposés dans une structure en nid d'abeilles, a bon nombre des mêmes propriétés mécaniques que le graphite 3-D, qui est une forme naturelle de carbone composée d'un empilement très faible de nombreuses couches de graphène.

Ils montrent que le graphène partage une résistance à la compression similaire à celle du graphite et qu'il est nettement plus épais qu'on ne le pense généralement.

Si l'on mesure l'épaisseur d'un bloc de graphite de 100 couches d'épaisseur, l'épaisseur d'une seule couche de graphène est simplement l'épaisseur du bloc de graphène divisé par 100. Par conséquent, il est raisonnable de considérer l'épaisseur du graphène comme 0,34 nm.

Dr Yiwei Sun, auteur principal de l'étude de l'Université Queen Mary de Londres, a déclaré:"Le graphène doit son épaisseur à un ensemble de liaisons chimiques dépassant au-dessus et au-dessous du plan 2-D des atomes de carbone. Par conséquent, le graphène est vraiment un matériau 3-D, bien qu'avec une très faible épaisseur.

"En appliquant la théorie 3-D conventionnelle, qui a été utilisé pendant environ 400 ans, aux matériaux 2-D tels que le graphène, qui sont connus depuis 15 ans, nous montrons que des arguments similaires s'appliquent à d'autres matériaux dits 2-D, tels que le nitrure de bore et le bisulfure de molybdène. Dans ce sens, Les matériaux en 2D sont en fait tous en 3D."

Le graphène est souvent appelé le premier matériau bidimensionnel au monde. Il a été découvert en 2004 en décollant des flocons de graphène du graphite en vrac (utilisé dans les mines de crayon et les lubrifiants) à l'aide de ruban adhésif.

Il est considéré comme faisant partie d'une nouvelle classe de matériaux 2D et il est actuellement modélisé par les scientifiques comme une feuille d'atomes avec très peu de profondeur, d'où le nom de matériau 2-D.