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Graphène
Graphène
Par l'équipe Avicenn - Dernier ajout septembre 2020Cette fiche a vocation à être complétée et mise à jour avec l'aide des adhérents et veilleurs d'Avicenn. Vous pouvez vous aussi contribuer à l'améliorer en nous envoyant vos remarques à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr.
Isolé en 2004, le graphène est un nanomatériau souvent présenté comme "révolutionnaire", en train d’émerger des laboratoires.
Le graphène se présente sous forme de feuillet plat formé d’une seule épaisseur d’atomes de carbone.
Très léger, imperméable, considéré comme inerte chimiquement, transparent, flexible mais extrêmement résistant (100 à 300 fois plus résistant à la rupture que l'acier) et excellent conducteur de chaleur et d’électricité (il est plus conducteur que le cuivre), ses propriétés modulables sont vantées comme offrant de multiples possibilités dans quasiment tous les secteurs industriels.
Néanmoins, il ne faut pas négliger le décalage qui peut exister entre les "promesses" du graphène (et des nanotechnologies en général) et leur réalisation1.
En France, la start-up "Carbon Waters", créée en décembre 2017 et issue d’un laboratoire CNRS, a développé et breveté un process de production de couche simple de graphène dans l’eau. Elle bénéficie du soutien de la Région Nouvelle Aquitaine, la BPI, de l’incubateur TechnoWest et d’un fonds d’investissement régional2.
Risques associés au graphène
En 2013, une équipe britannique de chercheurs préconisait une grande prudence dans l'utilisation du graphène3, afin de tirer les leçons des connaissances développées sur les risques associés aux nanotubes de carbone dont il se rapproche en partie.
En 2014, le SCENIHR alertait la Commission en ces termes : "Reviews4 suggest that graphene nanomaterials could exert a considerable toxicity and that considerable emission of graphene from electronic devices and composites are possible in the future. It is also suggested that graphene is both persistent and hydrophobic. Although these results indicate that graphene may cause adverse environmental and health effects, the results foremost show that there are many riskrelated knowledge gaps to be filled"5.
En 2015, des chercheurs français et européens se voulaient plus rassurants6 même si les études de toxicité n'en étaient encore qu'à leurs débuts.
Des articles publiés plus récemment sont venus nuancer le tableau en pointant des risques non négligeables7.
En mars 2018, Andrew Maynard a alerté sur les promesses hâtives de certains scientifiques de Northwestern University qui promeuvent l'utilisation de graphène dans les teintures pour cheveux...8.
Fin 2018, un « Validation Service » du programme européen Flaghsip Graphene a été mis en place : le LNE, le NPL et l’Instituto de Nanociencia de Aragón - Universidad de Zaragoza, des laboratoires nationaux de métrologie et infrastructures indépendants mettent à la disposition des acteurs académiques et industriels du domaine leur expertise de la mesure, dans le but d’augmenter la qualité et la confiance dans les matériaux à base de graphène et apparentés (performances et maîtrise des risques, tout au long des chaînes de valeur jusqu’aux produits finis).
En savoir plus
Ailleurs sur le web (ou en librairie) :
- Graphène - Familles, propriétés, applications et modes de production, Alban Chesneau, Techniques de l'ingénieur, 10 octobre 2020
- ISO-G-Scope : Harmoniser la caractérisation des propriétés du graphène, LNE, 3 septembre 2020
- Graphene-Enabled Adaptive Infrared Textiles, M. Said Ergoktas et al., Nano Letters, 18 juin 2020
- Les super pouvoirs des nano-matériaux, Transition et Energies, 28 janvier 2020
- ACD Innovation: L’eau de Graphène – atouts et applications, wébinaire, 20 mai 2019
- Carbone - Ses vies, ses oeuvres, Bernadette Bensaude-Vincent et Sacha Loeve, Seuil, octobre 2018
- World's first graphene sports shoes unveiled, Nano Magazine, juin 2018
- Le graphène ouvre des nano-fenêtres pour séparer l’oxygène de l’air, Institut de recherche de chimie Paris, 9 mai 2018
- "Graphène : comment exploiter ce matériau exceptionnel dans l’industrie ?" et "Le graphène peut-il rendre des matériaux polymères intelligents ?", conférences du M2i, 30-31 mai 2018
- Le graphène, nanomatériau du futur ?, NanoResp, 7 février 2018
- programme européen Flaghsip Graphene (voir aussi en français : La Commission européenne sélectionne le projet phare de recherche Graphène, communiqué du CNRS, 28 janvier 2013).
Notes et références :
1 - Voir par exemple :
- En français :
- Le graphène et les matériaux en 2D détromperont-ils la loi de Moore ? Guillaume Fourcadier, Clubic, 7 juin 2020
- Le graphène, à un cheveu du miracle ?, L'Express, 5 novembre 2018
- Graphene and 2D materials could move electronics beyond 'Moore's Law', University of Manchester, 3 juin 2020
2 - Cf. Interview de Alban Chesneau, Président de Carbon Waters, Techniques de l'ingénieur, 25 avril 2018
3 - Cf. Safety considerations for graphene: lessons learnt from carbon nanotubes. Accounts of Chemical Research, 46(3), 692–701, 2013 (voir le résumé ici).
4 - Voir par exemple :
- Bianco, A. Graphene: Safe or Toxic? The Two Faces of the Medal. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 4986 – 4997.
- Arvidsson, R., Molander, S., Sandén B.A. Review of Potential Environmental and Health Risks of the Nanomaterial Graphene. Human and Ecological Risk Assessment, 19: 873–887, 2013.
5 - Position Statement on emerging and newly identified health risks to be drawn to the attention of the European Commission, Vermeire T, SCENIHR, 2014
6 - Cf. Le graphène est-il toxique?, CNRS, Le Journal, mars 2015
7 - Voir notamment :
- Safety Assessment of Graphene-Based Materials: A Graphene Flagship Perspective, Bengt Fadeel, HSPH-NIEHS Nanolecture series, 18 octobre 2018
- An overview of graphene materials: Properties, applications and toxicity on aquatic environments, De Marchi L et al., Science of the total environment, 631–632 : 1440-1456, août 2018
- https://setac.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/etc.4074 Ecotoxicology of manufactured graphene oxide nanomaterials and derivation of preliminary guideline values for freshwater environments]], Markovic M et al., Environmental Toxicology, 37(5) : 1340-1348, mai 2018
- A Review on Graphene-Based Nanomaterials in Biomedical Applications and Risks in Environment and Health, Thabitha P. Dasari Shareena, Nano-Micro Letters, 2018
- Molecular Mechanisms of Developmental Toxicity Induced by Graphene Oxide at Predicted Environmental Concentrations, Zhang X et al., Environ Sci Technol., 18;51(14):7861-7871, 2017
- A review of toxicity studies on graphene-based nanomaterials in laboratory animals, Ema M et al., Regul Toxicol Pharmacol., 85:7-24, 2017
- Toxicity of graphene-family nanoparticles: a general review of the origins and mechanisms, Ou L et al., Particle and Fibre Toxicology, 13:57, 2016
- Applications and toxicity of graphene family nanomaterials and their composites, Singh Z, Nanotechnol Sci Appl., 9: 15–28, 2016
- Evaluation of toxicity of nanoclays and graphene oxide in vivo: a Paramecium caudatum study, Marina Kryuchkova et al., Environmental Science: Nano, 2016
- Potential Toxicity of Graphene to Cell Functions via Disrupting Protein–Protein Interactions, Binquan Luan et al., ACS Nano, 2015
8 - Cf. Eager to dye your hair with ‘nontoxic’ graphene nanoparticles? Not so fast !, Andrew Maynard, The Conversation, 20 mars 2018
Fiche initialement créée en janvier 2018