Le graphène « matériau de l’avenir »

Les progrès de l’électronique ont avancé grâce au silicium. Mais, suite à une expérience effectuée sur une bande de scotch, par deux physiciens de l’université de Manchester, Andre Geim et Kostya Novoselov, un nouveau matériau suscite l’enthousiasme. L’expérience qui a abouti à une découverte heureuse et inattendue, a permis de révéler le graphène, qui se révèle porteur de grands espoirs.

Les domaines d’application du graphène

Qualifié de « matériau de l’avenir », le graphène se trouve, à l’état naturel, comme cristal bidimensionnel de carbone dont l’empilement constitue le graphite. Ce matériau possède plusieurs propriétés intéressantes, dont, physiques, thermiques, électriques, mécaniques. De très fine épaisseur, il allie résistance et souplesse. La maîtrise du graphène est une des clés fondamentales de la réussite des nanotechnologies. L’intégration du graphène dans les cellules photovoltaïques pourraient permettre au rendement de ces cellules de faire un nouveau bond dans les années qui viennent. On peut imaginer l’utiliser pour donner une existence concrète au concept de téléphone portable de Nokia, le fameux Morph. Le graphène possède aussi un grand potentiel pour la spintronique. Excellent conducteur d’électricité, il pourrait remplacer le cuivre dans les fils électriques comme les éléments raccordant les composants électroniques. En effet, malgré les recherches pour perfectionner le rendement du silicium, les créateurs de puces électroniques se trouvent actuellement confrontés aux limites de ce matériau. Le graphène fait disparaître plus vite la chaleur, absorbe moins d’énergie et pourrait même amener à la disparition des systèmes nécessaires au refroidissement des composants. En outre, grâce aux propriétés électromagnétiques de ce matériau, la conception de composants plus rapides que ceux créés à partir du silicium serait envisageable. Batterie de téléphone ayant une autonomie de plus de 15 jours, mais rechargeable en quelques dizaines de minutes, téléphones portables pliables comme une feuille de papier, papier plié, mini casques audio de haute qualité sonore… Le défi est lancé à l’industrie du high tech pour explorer toutes les possibilités offertes par ce « matériau miracle », et faire le bonheur des amoureux de gadgets !

Les difficultés pour l’explorer

Ses multiples propriétés permettent au graphène de trouver application dans le domaine de l’automobile, la médecine. Il pourrait être utilisé pour les équipements destinés à être implantés dans le corps, et, intégré dans la carrosserie d’une voiture, il garantirait une meilleure protection et pourrait remplacer le panneau solaire pour recharger la batterie. Mais, toutes ces idées relèveront encore du rêve tant que la science n’aura pas trouvé la formule pour produire ce matériau à grande échelle, et cela sans lui faire perdre ses propriétés. Des chercheurs de Samsung, en collaboration avec l’université de Sungkyunkwan, en Corée du Sud, seraient en train de mettre au point une méthode. Pour l’instant, vu le coût de production trop onéreux du graphène, le silicium ne risque pas d’être de sitôt détrôné. Certains avis estiment aussi qu’il n’est pas garanti que les tests effectués à l’échelle microscopique donnent les mêmes résultats pour une utilisation à grande échelle.

Cela n’a cependant pas empêché la Commission européenne de retenir le projet Graphène comme projet phare européen pour la recherche, en 2013. Doté d’un budget de 10 milliards d’euros pour les dix années à venir, le projet, en encourageant les recherches sur les applications du graphène, a pour ambition de ranimer la croissance économique en Europe.