Une équipe de chercheurs du Royaume-Uni, La Chine et l'Espagne ont découvert que le graphène présente des propriétés mécaniques similaires à celles du graphite. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , le groupe décrit le test des flocons de graphène d'une manière unique, et ce qu'ils ont trouvé.

Le graphène est une feuille d'atomes de carbone d'un seul atome d'épaisseur, parfois appelé matériau bidimensionnel. Dans ce nouvel effort, les chercheurs se sont demandé s'il s'agissait vraiment d'un matériau bidimensionnel en le testant pour voir s'il avait des propriétés mécaniques en 3D.

Des recherches antérieures ont montré que le graphène se comporte comme un matériau 2D lorsqu'on examine ses propriétés électroniques. Il se comporte également comme un matériau 2D lors du test de ses propriétés thermiques. Mais jusqu'à maintenant, ses propriétés mécaniques n'avaient pas été testées. La raison pour laquelle le graphène se désagrège presque instantanément lorsqu'il n'est pas soutenu par un substrat, présentant des difficultés à tester ses propriétés mécaniques sans inclure également celles du substrat. Pour contourner ce problème, les chercheurs ont testé l'une des propriétés mécaniques du graphène en suspendant des flocons de graphène dans un liquide visqueux, empêchant ainsi les phonons de le secouer. Le liquide empêchait également les flocons de se lier et de former du graphite. L'équipe a ensuite effectué un test 3D commun :appliquer une pression élevée, dans ce cas, à l'aide d'une cellule à enclume en diamant. Cela a montré (via la spectroscopie Raman) que le changement d'énergie résultant de ses phonons était plus proche de celui présenté par un matériau 3-D (graphite) qu'un matériau 2-D.

Les chercheurs notent que même si un matériau tel que le graphène n'a qu'un atome d'épaisseur, ce n'est toujours pas vraiment plat. C'est parce qu'il a des orbitales électroniques qui s'étendent au-dessus et au-dessous du plan qui constitue sa surface. De telles orbitales résistent à la compression, une caractéristique des matériaux 3-D. Ils notent que leurs travaux suggèrent que le graphène pourrait être utilisé comme base d'un capteur de contrainte - et cela pourrait avoir des implications sur la façon dont la spectroscopie Raman est utilisée comme outil de diagnostic lors de l'utilisation du graphène en tant que composite avec d'autres matériaux.

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