Neurosciences
Publié le - 550 visites -

Le graphène et ses applications actuelles et futures.

Le graphène est un cristal composé par un simple plan d'atomes de carbone. Ces atomes sont répartis de manière uniforme, et se trouvent sur un réseau hexagonal similaire à un nid d'abeilles. Son isolation a pu se réaliser en 2004 par un physicien du nom d'Andre Geim, ce qui lui a valu l'obtention du prix Nobel de physique en 2010. En effet, il s'agit d'une découverte très prometteuse, étant donné que le graphène possède des applications très vastes dans divers domaines, aussi bien actuelles que futures.

Structure du Graphène

C'est quoi le graphène ?

Le graphène est un élément fascinant. Avant son identification en 2004, personne n'a imaginé qu'une telle structure puisse exister. Il possède des propriétés très évoluées, comme la conduction thermique dont il détient le record qui est de 5 300 W·m-1·K-1. A l'état naturel, le graphène est présent dans les cristaux de graphite. A noter que le graphite est l'une des formes cristallines du carbone, et qu'il a déjà été utilisé depuis longtemps dans divers secteurs industriels, comme la construction mécanique, la construction électrique, les réacteurs nucléaires et bien d'autres. La production du graphène peut se réaliser par quatre méthodes différentes. La première concerne le graphène exfolié, qui s'obtient par l'utilisation d'un ruban adhésif sur du graphite pour arracher une fine couche à plusieurs reprises, et à déposer ces couches sur une plaque de dioxyde de silicium afin de sélectionner celles qui sont formées par une feuille unique. Une autre méthode consiste à chauffer sous vide du carbure de silicium, pour ne laisser que les atomes de carbone, donc du graphène, après évaporation des atomes de silicium. Le troisième procédé est la décomposition sur un métal d'un gaz contenant du carbone. La dernière méthode est la voie chimique, consistant à l'oxydation du graphite dans un milieu acide.

Les applications actuelles du graphène

Actuellement, le graphène n'est pas encore produit de manière régulière, car son coût de production serait encore trop onéreux. Certains scientifiques estiment qu'un mètre carré de graphène coûterait dans les 600 milliards d'euros, mais d'autres experts contestent ce chiffre, étant donné que la base du graphène n'est autre que le carbone, et que cette matière n'est pas si onéreuse que cela. Quoi qu'il en soit, la production à grande échelle du graphène n'est pas encore effective de nos jours, et il n'y a donc pas encore d'applications concrètes. Cependant, il faut noter qu'il existe déjà des entreprises dont l'objet est de le produire. Certains programmes ont d'ailleurs été lancés, avec pour projet de produire près de 30 tonnes de graphène annuellement, et avec un coût avoisinant le 1 USD pour un gramme.

Les applications futures du graphène dans l'électronique

Etant donné les capacités du graphène, il peut avoir des applications innombrables dans le futur. Dans le domaine de l'électronique, il peut servir à fabriquer des transistors de très petite taille, mais plus résistants et plus performants. Il serait donc possible de produire des ordinateurs plus petits, mais plus puissants. En outre, le graphène est pratiquement transparent, et peut donc servir de matière de fabrication pour les écrans tactiles, qui deviendront souples, mais solides. Par ailleurs, le graphène est conducteur d'électricité lorsqu'il est mélangé avec du plastique, ce qui peut être très utile dans tous les appareils électroniques, d'autant plus qu'il a une grande résistance thermique. Il faut également remarquer qu'il s'agit d'une matière très solide. En théorie, elle est 200 fois plus résistante que l'acier, ce qui lui offre de nombreuses possibilités d'utilisation.

Les applications dans le domaine de l'énergie

Le domaine de l'énergie pourrait aussi évoluer significativement avec le graphène. Il a une grande résistance mécanique et chimique, et peut augmenter la durée de vie d'une batterie, en réduisant les pertes de capacité avec les cycles de charges et décharges. Par ailleurs, les risques de surchauffe sont réduits, ce qui permet d'effectuer des recharges plus rapidement. Pour le stockage d'énergie, le graphène est plus efficace que la plupart des matériaux qui sont utilisés pour cette opération. Ainsi, la légèreté, la grande résistance, la conductivité ou la transparence sont autant de qualités parmi tant d'autres qui font du graphène un élément qui sera très prisé dans la technologie du futur.

Laissez votre commentaire à propos de cet article