Les flocons loués par tout le monde

Il a commencé comme un jeu un vendredi soir. Les deux chercheurs Andre Geim et Konstantin Novoselov essayaient de déchirer des couches si minces que possible à partir d'un morceau de graphite avec des rubans adhésifs. Tout d’un coup, ils ont réalisé qu'ils avaient réussi à concevoir une couche d'atomes de carbone si mince qu'il ne devrait vraiment pas exister à la température ambiante. En examinant ces couches d’une manière plus approfondi, ils ont découvert qu'elles avaient des propriétés remarquables.

Leurs conclusions ont été publiées dans la revue Science. Seulement 6 ans plus tard ils ont reçu le prix Nobel. Cette nomination record suggère que les attentes de la nouvelle matière ont été exceptionnellement élevées. Beaucoup de scientifiques du monde se mettaient aussi à analyser la structure de cette matière de seulement 1 atome en épaisseur mais super forte.

La matière, appelé graphène, est 200 fois plus fort que aciers, plus rigide que diamants, extrêmement mince, étirable et un très bon conducteur électrique. Ces ne sont que quelques-unes des raisons pourquoi graphène est prévu de contribuer aux composants électroniques qui seront plus minces, plus légers, plus rapides et plus flexibles que aujourd’hui. Des écrans enroulables, capteurs intégrés dans les vêtements et panneaux solaires transparentes, sont aussi dans le collimateur. On pense également que le grahène peut fournir une technologie énergétique de meilleure qualité et des médicaments sur mesure. Ces couches sont aussi intéressantes pour l'industrie aérospatiale, qui constamment est à la recherche de matériaux plus fortes et plus légères.

C’est pourquoi des sommes énormes sont investies dans la recherche et le développement de graphène. Depuis deux ans, l'UE poursuit le soi-disant projet phare avec un budget de plus de 50 millions euro par ans. En plus, il existe des nombreux programmes nationaux.

Mais, aurons-nous des résultats correspondant à cet investissement ? Donné que la recherche est si branché, il est probable que des progrès considérables seront faites dans au moins quelques domaines.

Des équipements sportifs utilisant graphène existe déjà, par exemple dans des raquettes de tennis, des skis alpins et des roues de bicyclettes. Pourtant, des composite avancés qui utilisent d'autres caractéristiques que la résistance et le faible poids, par exemple la conductivité thermique et électrique, n’existent pas encore.

Une des applications envisageables est batteries pour véhicules électriques. Des résultats préliminaires indiquent qu’il soit possible de substituer les anodes en graphite avec un mélange de graphène et silicium ou étain. Le résultat serait des batteries avec une capacité doublés ou triplés.

Une autre application potentielle est de remplacer le très cher platina dans des piles combustibles avec du graphène.

La recherche pour concevoir des meilleurs super condensateurs est aussi prometteuse. Ils sont utiles pour emmagasiner l'énergie électrique pendant une période limité mais vis-à-vis des batteries conventionnelles ils ont l’avantage de pouvoir supporter des très forts courants. Ce fait est par exemple important pour stabiliser le réseau électrique.

L’œillet d'aiguille vers une production à grande échelle de produits basés sur graphène est l'extraction. Les procédures d’aujourd’hui sont très chères et seulement commercialement envisageables pour des produits exclusifs.

Envahiront des produits basés sur le graphène nos vies quotidiennes dans un proche avenir ? Il y a des pessimistes, 20 – 40 ans, et des plus optimistes.