Les ingénieurs ont découvert une nouvelle façon de produire le graphène, « matériau miracle », qui pourrait enfin lui permettre d’exploiter au maximum son potentiel.
Lorsqu’il a été découvert en créant une seule couche d’atomes de carbone en 2004, les scientifiques ont salué ce matériau comme une révolution potentielle. Il est si conducteur et si puissant que les experts affirment qu’il pourrait tout transformer, du stockage d’énergie aux appareils médicaux et électroniques personnels.
Mais ce potentiel n’a jamais été pleinement exploité. Cela s’explique en partie par le fait qu’il est difficile de le fabriquer proprement et à grande échelle.
L’un des problèmes est qu’il est difficile de le réaliser proprement et sans impuretés. Mais les chercheurs affirment que le nouveau procédé permet de fabriquer du graphène de manière propre et réductible.
Pour ce faire, ils ont découvert que la qualité du graphène est liée à l’oxygène. S’il y a ne serait-ce qu’une petite fraction d’oxygène, cela affecte grandement le taux de croissance du graphène et signifie qu’il ne sera peut-être pas possible de l’utiliser.
« Nous avons montré que l’élimination de la quasi-totalité de l’oxygène du processus de croissance est essentielle pour obtenir une synthèse de graphène CVD reproductible et de haute qualité », a déclaré le chercheur principal James Hohn, de l’Université de Columbia. « Il s’agit d’une étape importante vers la production de graphène à grande échelle. »
Les ingénieurs fabriquent traditionnellement du graphène de deux manières. La première utilise du ruban adhésif pour décoller les couches d’un morceau de graphite jusqu’à ce qu’il soit suffisamment fin pour être utilisé comme graphène, produisant ainsi des échantillons propres, mais à petite échelle, ce qui les rend impossibles à utiliser industriellement.
L’autre permet une production accrue et est connue sous le nom de croissance CVD. Cela consiste à faire passer un gaz contenant du carbone tel que le méthane sur une surface de cuivre à des températures incroyablement élevées, ce qui provoque la désintégration du méthane et force les atomes de carbone à se réorganiser dans une couche de graphène.
Cela leur permet d’atteindre une taille de plusieurs mètres. Mais ils souffraient également de problèmes de fiabilité et de qualité.
Les chercheurs ont déjà découvert que tout oxygène présent dans ce processus le ralentirait, voire éliminerait le graphène. Depuis lors, les ingénieurs tentent de construire de nouveaux systèmes capables de contrôler l’oxygène et de l’empêcher de compromettre le processus.
Aujourd’hui, les scientifiques affirment avoir considérablement amélioré ce processus, permettant au graphène de se développer plus rapidement et de manière fiable. Ils ont constaté que le graphène produit présentait également tous les comportements nécessaires qui pourraient permettre son utilisation à grande échelle.
Ce travail est rapporté dans un nouvel article intitulé « Synthèse reproductible de graphène par dépôt chimique en phase vapeur sans oxygène », publié dans la revue. nature.
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