Des chercheurs financés par l’UE ont publié un guide complet consacré à la production et au traitement du graphène et des matériaux connexes afin de promouvoir leur utilisation dans de nouvelles applications.
Découvert il y a tout juste un siècle, le graphène promet de tout révolutionner, du stockage de l’énergie à l’électronique, en passant par les capteurs et les applications biomédicales. Constitué d’une couche en nid d’abeille en 2D d’atomes de carbone d’une épaisseur d’à peine un atome, ce matériau est extrêmement résistant, mince, flexible et léger. Il constitue en outre un exceptionnel conducteur d’électricité et de chaleur. Toutefois, le manque d’informations sur la manière de produire et de traiter le graphène limite son utilisation à grande échelle.
Un guide complet, préparé avec le soutien des projets GrapheneCore1 et GrapheneCore2 financés par l’UE, s’efforce actuellement de remédier à ce manque d’information. Publié dans la revue «2D Materials», l’article donne une vue d’ensemble des principales techniques utilisées pour produire et traiter le graphène et les matériaux connexes (GRM) et évoque les procédures de caractérisation de base.
Le guide condense les connaissances théoriques et l’expérience pratique acquises au cours des sept années de l’initiative Graphene Flagship, dont GrapheneCore1 et GrapheneCore2 font partie. «Les chercheurs de Graphene Flagship ont déjà démontré qu’il existe au moins 1 800 matériaux stratifiés différents – et seule une petite partie d’entre eux a été étudiée à ce jour», observe Andrea C. Ferrari, responsable de la science et de la technologie de Graphene Flagship, dans un article publié sur le site «MIS-ASIA». «Ce guide qui fait autorité permettra aux chercheurs des milieux universitaires et industriels de mieux planifier leur production de graphène à grande échelle et reproductible, en s’appuyant sur l’expérience acquise avec le graphène lui-même», poursuit Andrea C. Ferrari, qui est également l’un des auteurs du guide.Différentes sections de l’ouvrage traitent des techniques permettant d’assembler des composants individuels en structures plus complexes, telles que les nanorubans de graphène et les nanomembranes de carbone, ainsi que des méthodes de décomposition de substances en couches, comme le graphite. D’autres sections s’intéressent à la croissance des GRM sur différents substrats et à leur traitement après croissance afin qu’ils puissent être placés sur une surface donnée. Le dépôt chimique en phase vapeur, les technologies de transfert, la croissance de certains matériaux en couches, les progrès dans la fonctionnalisation des GRM et les techniques de caractérisation les plus courantes sont également abordés dans le guide d’information. «L’article comprend la description des méthodes les plus populaires de production de GRM», explique, dans le même article, Mar García-Hernández, coordinatrice de la revue et Work Package Leader de Graphene Flagship pour la validation des matériaux. «Cette publication décrit également certains des problèmes technologiques que les utilisateurs pourraient rencontrer, tels que le traitement des encres et le transfert de matériaux.»
L’information est destinée à aider les lecteurs à reproduire les résultats. Les auteurs entendent stimuler l’intérêt pour les GRM tout en promouvant leur utilisation dans diverses applications innovantes. «Comprendre ces informations est essentiel pour permettre aux utilisateurs d’exploiter efficacement les GRM, car leurs caractéristiques sont liées au processus utilisé pour les fabriquer et peuvent être ajustées en fonction de celui-ci. Cette connaissance est vitale pour les scientifiques qui souhaitent étudier les GRM, ou pour les sociétés qui entendent produire ces matériaux à grande échelle», souligne Mar García-Hernández. GrapheneCore1 (Graphene-based disruptive technologies) et GrapheneCore2 (Graphene Flagship Core Project 2) ont respectivement pris fin en 2018 et 2020.
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