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Le graphène est un arrangement bidimensionnel en nid d’abeille d’atomes de carbone qui révolutionne la technologie. Sa découverte a été si importante qu’elle a valu aux scientifiques russes Andre Geim et Konstantin Novoselov le prix Nobel de physique 2010. Voici quelques raisons pour lesquelles le graphène est important.
Il s’agit d’un matériau à deux dimensions.
Presque tous les matériaux que nous rencontrons sont tridimensionnels. Nous commençons à peine à comprendre comment les propriétés d’un matériau sont modifiées lorsqu’il est transformé en un tableau bidimensionnel. Les caractéristiques du graphène sont très différentes de celles du graphite, qui est l’arrangement tridimensionnel correspondant du carbone. L’étude du graphène nous aide à prédire comment d’autres matériaux pourraient se comporter sous une forme bidimensionnelle.
Le graphène a la meilleure conductivité électrique de tous les matériaux.
L’électricité circule très rapidement à travers la simple feuille en nid d’abeille. La plupart des conducteurs que nous rencontrons sont des métaux, mais le graphène est basé sur le carbone, un non métal. Cela permet à l’électricité de se développer dans des conditions où nous ne voulons pas de métal. Quelles seraient ces conditions ? Nous commençons à peine à répondre à cette question !
Le graphène peut être utilisé pour fabriquer de très petits appareils.
Le graphène conduit tellement d’électricité dans un espace si restreint qu’il peut être utilisé pour développer des ordinateurs et des transistors miniaturisés super rapides. Ces appareils devraient nécessiter une quantité minuscule d’énergie pour fonctionner. Le graphène est également flexible, résistant et transparent.
Ouverture de la recherche sur la mécanique quantique relativiste.
Le graphène peut être utilisé pour tester les prédictions de l’électrodynamique quantique. C’est un nouveau domaine de recherche, car il n’a pas été facile de trouver un matériau qui affiche des particules de Dirac. Le meilleur, c’est que le graphène n’est pas un matériau exotique. C’est quelque chose que tout le monde peut fabriquer !
Faits sur les graphes
- Le mot « graphène » fait référence à une feuille monocouche d’atomes de carbone disposés de façon hexagonale. Si le graphène se trouve dans une autre disposition, il est généralement spécifié. Par exemple, le graphène bicouche et le graphène multicouche sont d’autres formes que le matériau peut prendre.
- Tout comme le diamant ou le graphite, le graphène est un allotrope du carbone. Plus précisément, il est constitué d’atomes de carbone liés par sp2 qui ont une longueur de liaison de 0,142 nm entre les atomes.
- Trois des propriétés les plus utiles du graphène sont qu’il est extrêmement solide (100 à 300 fois plus résistant que l’acier), qu’il est conducteur (meilleur conducteur de chaleur à température ambiante, avec une densité de courant électrique supérieure de 6 ordres de grandeur à celle du cuivre) et qu’il est flexible.
- Le graphène est le matériau le plus fin et le plus léger connu. Une feuille d’un mètre carré de graphène ne pèse que 0,0077 gramme, mais peut supporter jusqu’à quatre kilogrammes de poids.
- Une feuille de graphène est naturellement transparente.
Utilisations potentielles du graphène
Les scientifiques commencent tout juste à explorer les nombreuses utilisations possibles du graphène. Voici quelques-unes des technologies en cours de développement :
