Une nouvelle façon de vérifier la qualité des nanomatériaux comme le graphène a émergé d'une équipe de l'Université du Sussex.

Le graphène et les nanomatériaux ont été présentés comme des matériaux miracles, et ils se révèlent inestimables dans toutes sortes d'applications, comme dans les industries automobile et aérospatiale, où les métaux lourds sont remplacés par des matériaux composites plus légers mais tout aussi résistants. La qualité des nanomatériaux compte donc beaucoup, mais la normalisation et le contrôle de la qualité ont échappé à l'industrie.

L'équipe de Sussex a développé une technique qui donne des informations détaillées sur la taille et l'épaisseur des particules de graphène. Il utilise une méthode non destructive, méthode basée sur le laser pour regarder les particules dans leur ensemble, et leur permet de construire rapidement une image détaillée de la répartition des particules dans un matériau donné. Leur papier, "Les mesures Raman pour le bisulfure de molybdène et le graphène permettent une cartographie statistique des populations de nanofeuillets, " est publié dans la revue Chimie des Matériaux .

Dr Matt Large, qui a dirigé la découverte à l'École des sciences mathématiques et physiques de l'Université du Sussex, mentionné:

« Les normes de mesure sont un fondement vraiment essentiel des économies modernes. Cela se résume vraiment à une question simple ; comment savez-vous que vous avez obtenu ce pour quoi vous avez payé ? Pour le moment, l'industrie du graphène est un peu une frontière sauvage ; c'est très difficile de comparer différents produits car il n'y a pas de méthode convenue pour les mesurer. C'est là qu'interviennent des études comme la nôtre. C'est vraiment un enjeu important pour toute entreprise qui cherche à profiter des avantages du graphène (ou de tout autre nanomatériau, d'ailleurs) dans leurs produits. Souvent, l'utilisation du mauvais matériau peut n'avoir aucun avantage, ou même aggraver les performances du produit. Un exemple particulier serait les matériaux composites comme les plastiques renforcés de graphène; si un matériau de graphène de mauvaise qualité est utilisé, il peut provoquer la défaillance des pièces au lieu de fournir la résistance améliorée attendue. Cela peut être un gros problème pour des industries telles que l'automobile et l'aérospatiale, où il y a d'énormes efforts pour remplacer les pièces métalliques plus lourdes par des matériaux composites plus légers (comme la fibre de carbone) qui sont tout aussi solides. Si le graphène et d'autres nanomatériaux doivent jouer un rôle dans la réduction du poids et des coûts, alors les normes convenues sont vraiment importantes."

Aline Amorim Graf est co-auteur de l'article dans l'équipe de la School of Mathematical and Physical Sciences de l'Université du Sussex. Elle a dit:

"Certains fabricants disent qu'ils produisent du graphène mais en fait, sans doute par inadvertance, produisent une forme de graphite. Certains factureront jusqu'à 500 £ par gramme. Le problème, c'est qu'il n'y a pas de normalisation. Ce que nous avons fait, c'est de créer une nouvelle façon de mesurer la qualité des nanomatériaux comme le graphène. Nous utilisons pour cela un spectromètre Raman, et ont créé un algorithme pour automatiser le processus. De cette façon, nous pouvons déterminer la qualité, taille et épaisseur de l'échantillon. De toute évidence, la qualité du graphène compte vraiment. Si vous utilisez du graphène pour renforcer les structures, à utiliser dans les moniteurs de santé, à utiliser dans les étiquettes des supermarchés, vous voulez savoir que vous obtenez les vrais trucs. Mais en réalité, les acheteurs de graphène n'ont aucune idée de la qualité de ce qu'ils achètent en ligne. Si vous utilisez du graphène pour renforcer le ciment, et il s'avère que ce n'est pas du graphène ou du graphène de mauvaise qualité, alors ça va avoir de l'importance."

Professeur Alan Dalton, co-directeur du Sussex Program for Quantum Research et co-auteur de l'article, mentionné:

« C'est vraiment un domaine de recherche important pour notre équipe. Nous pensons que notre nouvelle métrique sera d'une grande aide pour l'industrie, chercheurs et organismes de normalisation qui sont des parties prenantes clés dans le développement de matériaux 2D en vue de leur commercialisation."

Le Graphene Council réclame depuis longtemps une meilleure normalisation. Terrance Barkan du Graphene Council a écrit :

"L'absence d'une norme mondiale convenue pour le graphène et les matériaux étroitement liés crée un vide et un manque de confiance dans le marché pour l'adoption à l'échelle industrielle des matériaux de graphène."

L'équipe du Sussex poursuit ses recherches et est prête à vérifier la qualité du graphène à titre consultatif.