Qu'est-ce que le graphène?
Le graphène est un terme désignant une structure spéciale ou un allotrope d'atomes de carbone dans lequel ils s'auto-assemblent eux-mêmes en cycles doubles à six atomes de carbone, liés en deux feuilles. À l'échelle atomique, le graphène ressemble à la structure d'un grillage, ou à celle d'un grillage, et est une structure bidimensionnelle répétitive qui, lorsqu'elle est pliée en cylindres, est connue sous le nom de nanotube de carbone ou , est souvent appelé buckyball ou fullerène. L'un des domaines les plus courants où les feuilles de graphène existent naturellement et sont produites en petites quantités est ce qu'on appelle couramment des crayons à la mine, qui effacent les feuilles du treillis en carbone de la pointe du crayon lorsqu'il est abrasé sur du papier, laissant ainsi des marques de crayon familières .
Les matériaux graphitiques et la recherche sur la technologie du graphène sont jugés tellement importants au XXIe siècle qu’ils ont remporté le prix Nobel de physique en 2010 de l’Université de Manchester, deux chercheurs basés au Royaume-Uni. Andre Geim, physicien franco-russe, et Konstantin Novoselov , un physicien russo-britannique, a découvert une méthode pratique de production de couches atomiques uniques de graphène. Les applications des couches atomiques de graphène couvrent tout le spectre, depuis les formes très denses de stockage de données sur ordinateur aux ultracapacitateurs pour stocker de l'énergie électrique, en passant par les cellules solaires flexibles qui pourraient remplacer le silicium difficile à travailler. La forme bidimensionnelle unique des feuilles de graphène les rend également utiles dans la recherche en physique des particules dans les installations d'accélérateurs nucléaires, où elles peuvent avoir une masse au repos de zéro, leur permettant de présenter les caractéristiques du principe d'incertitude de Heisenberg lorsqu'elles sont bombardées par des flux d'électrons relativistes.
Les nombreuses applications commerciales potentielles du graphène ont entraîné une augmentation constante du nombre d'articles publiés par la communauté scientifique. En 2011, plus de 25 000 articles de recherche et brevets avaient été déposés pour des applications de graphène, passant de 157 en 2004 à plus de 2 500 en 2010. Le développement de la photonique au graphène et des dispositifs optoélectroniques est l'un des domaines les plus prometteurs. En effet, le matériau pourrait améliorer l'efficacité des panneaux à diodes électroluminescentes (DEL) utilisés dans tous les domaines, des écrans d'ordinateur et de télévision aux capteurs de lumière. Le graphène rendrait ces affichages plus souples et plus durables, et remplacerait la nécessité d'utiliser des métaux rares et parfois toxiques dans leur fabrication, tels que le platine et l'indium.
L'une des principales propriétés du graphène qui le rendrait utile en tant qu'écran tactile flexible pour un guichet automatique ou une cellule solaire est qu'il peut être transparent pour le passage de la lumière et pour être un conducteur électrique efficace. Ce n'est toutefois qu'en 2010, avant l'attribution du prix Nobel de physique, qu'il était possible de fabriquer facilement de grandes quantités de couches atomiques uniques du matériau. Depuis la publication de la méthodologie de fabrication par les chercheurs de l'Université de Manchester, des scientifiques sud-coréens ont trouvé un moyen de développer le processus afin de produire des feuilles de matériau pouvant être utilisées sur des écrans d'affichage d'ordinateur et de télévision de taille standard.