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Les fascinantes propriétés du graphène

Le graphène, ce nom ne vous dit probablement rien. Pourtant, il entre dans la composition d’un des objets les plus usuels qui soient : le crayon ! Le graphène est un feuillet en deux dimensions d’atomes de carbone organisés en nids d’abeille et son empilement forme le graphite de nos mines de crayon. Le graphène a été découvert en 2004 par deux physiciens, Andre Geim et Konstantin Novoselov, alors qu’on le croyait physiquement impossible à réaliser. Pas plus épais qu’un atome de carbone, cette microscopique cotte de mailles possède des propriétés incroyables, à un point tel qu’il pourrait bien révolutionner la technologie de demain.

Place à l’électronique souple et ultrarésistante !

A lui seul, le graphène regroupe un nombre impressionnant de qualités. Flexible et transparent, il se révèle être un meilleur conducteur que le silicium, utilisé notamment pour fabriquer les microprocesseurs des ordinateurs. C’est aussi le matériau le plus mince, le plus léger et le plus résistant au monde. Grâce à son absence de défauts, il possède une résistance à la rupture de loin supérieure à celle de l’acier alors qu’il n’est pas plus lourd que du plastique.

Les applications du graphène sont innombrables, que ce soit dans le génie civil (ponts et viaducs), les satellites, les avions ou les objets de la vie courante. En utilisant ce matériau cristallin à la place du silicium, les ordinateurs deviendront encore plus rapides, plus performants et plus petits. La graphène ouvre également la voie à l’électronique souple et ultrarésistante. Bientôt, il sera possible de fabriquer des smartphones flexibles qu’on pourra plier ou enrouler autour de son poignet ainsi que des écrans tactiles incassables qui pourraient supporter le poids d’un éléphant !

Des batteries révolutionnaires

A terme, grâce à sa grande conductivité, le graphène pourrait également révolutionner les technologies de stockage d’énergie et détrôner les batteries au lithium-ion. Celles-ci se sont imposées ces dernières années mais leurs performances restent encore limitées, notamment dans le secteur des transports. Les batteries au graphène pourraient se recharger beaucoup plus vite, peser moins lourd et disposer d’une autonomie beaucoup plus grande.

Ainsi, un fabricant chinois a récemment conçu une batterie de téléphone portable au graphène qui se recharge dix à vingt fois plus vite que celles au lithium-ion. Plus près de nous, en Espagne, une compagnie a lancé l’année dernière la production industrielle de batteries au graphène qui, si ses dires sont exacts, pourraient représenter un véritable bond en avant dans le secteur de l’énergie. Grâce à ces batteries révolutionnaires, l’autonomie des vélos, des motos et des voitures électriques passeraient respectivement de 65 à 250 kilomètres, de 100 à 320 kilomètres et de 500 à 800 kilomètres. Elles permettraient également de stocker 3,7 fois plus d’électricité provenant des panneaux solaires résidentiels que la fameuse Powerwall de Tesla.

Et ceci n’est qu’un début ! Outre ses nombreuses qualités intrinsèques, le graphène possède aussi l’avantage de se combiner avec de nombreux autres matériaux. La Commission européenne a d’ailleurs mis en place en 2015 un Projet Graphène. Doté d’un milliard d’euros sur dix ans, ce projet réunit 142 acteurs industriels, académiques et groupes de recherche répartis dans 23 pays de l’Union. Cette future star de la nanotechnologie n’a donc pas fini de nous étonner et le champ des possibles est loin d’être terminé.

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