Les physiciens viennent de découvrir une faille dans le graphène qui pourrait bien donner accès à une énergie propre et sans limite !

Les physiciens viennent de découvrir une faille dans le graphène qui pourrait bien donner accès à une énergie propre et sans limite !



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| Peter Allen/University of California

Les scientifiques ont découvert une faille qui fait qu’une mince couche d’atomes bidimensionnelle se comporte comme un matériau tridimensionnel solide. De nouvelles recherches ont été effectuées dans le domaine de l’ondulation du graphène, et on permis de découvrir un phénomène physique à l’échelle atomique qui pourrait être exploité pour produire une quantité presque illimitée d’énergie propre.

Dans un premier temps, l’équipe de physiciens, dirigée par des chercheurs de l’Université de l’Arkansas (USA) ne visait pas à découvrir une nouvelle manière d’alimenter les appareils électroniques. Non, leur objectif était bien plus humble : ils souhaitaient simplement observer et étudier les vibrations du graphène.

Ce matériau bidimensionnel cristallin est la forme allotropique du carbone, dont l’empilement constitue le graphite. Le graphite, quant à lui, peut être combiné avec un matériau céramique pour se retrouver dans les crayons par exemple. Il faut savoir que ce que nous voyons comme des traces laissées par le crayon, sont en réalité des tas d’atomes de carbone empilés et disposées selon un motif de « grillage ». Et comme les différents éléments de ce grillage ne sont pas physiquement collés, ils peuvent facilement glisser les uns sur les autres.

Durant des années, les scientifiques se sont demandés s’il était possible d’isoler différentes couches de graphite, laissant une couche unique de ce « grillage » en carbone bidimensionnel (et qu’il se soutienne physiquement lui-même).

En 2004, deux physiciens de l’Université de Manchester (Angleterre) ont réalisé ce qui était considéré comme impossible auparavant, en isolant une couche faisant seulement un atome d’épaisseur, à partir d’un graphite épais. Mais afin que le matériau bidimensionnel puisse exister, il doit « tricher » d’une manière ou d’une autre, et agir comme s’il était un matériau tridimensionnel, afin de fournir un certain niveau de robustesse.

Il se trouve que la « faille » découverte, est en réalité le résultat de la vibration aléatoire des atomes qui se produit dans un mouvement de va-et-vient, donnant à la couche bidimensionnelle de graphène, une troisième dimension pratique. En d’autres termes, ce graphène pouvait physiquement exister car il n’était pas parfaitement plat, mais vibrait à un niveau atomique de telle manière que ses liaisons ne se détruisaient pas spontanément.

Afin de mesurer avec précision l’intensité de cette agitation, le physicien Paul Thibado a dirigé une équipe d’étudiants diplômés lors d’une étude : l’équipe a posé des feuilles de graphène à travers une grille de cuivre (de soutien) et a observé les changements dans les positions des atomes, en utilisant un microscope à effet tunnel. Tandis qu’ils pouvaient enregistrer le balancement des atomes dans le graphène, les chiffres ne correspondaient à aucun modèle attendu. Ils ne pouvaient pas non plus reproduire les données qu’ils collectaient, d’un essai à l’autre.


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