Le graphène
Le graphène
Par l’équipe AVICENN – Dernier ajout juillet 2022
Beaucoup de promesses…
Synthétisé à partir de graphite et révélé au public en 2004 par André Geim et Konstantin Novoselov à l’université de Manchester (Angleterre) à qui il a valu le prix Nobel en 2010, le graphène est un nanomatériau souvent présenté comme « révolutionnaire ».
Le graphène est constitué de feuillet(s) plat(s) formé(s) d’une seule épaisseur d’atomes de carbone.
Il est réputé très léger, imperméable, considéré comme inerte chimiquement, transparent, flexible mais extrêmement résistant (100 à 300 fois plus résistant que l’acier) et excellent conducteur de chaleur et d’électricité (il est plus conducteur que le cuivre) ; ses propriétés modulables sont donc vantées comme offrant de multiples possibilités dans quasiment tous les secteurs industriels.
… quelles réalités ?
Néanmoins, comme pour les autres nanomatériaux, il ne faut pas négliger le décalage qui peut exister entre les « promesses » du graphène et leur réalisation1Voir par exemple :En français :
–Le graphène, ce matériau miracle qui pourrait changer la face du monde, Les éclaireurs, Canal plus, 25 janvier 2021
– 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
En anglais :
– Graphene and 2D materials could move electronics beyond ‘Moore’s Law’, University of Manchester, 3 juin 2020, d’autant que le coût de fabrication de ce matériau reste extrêmement élevé2Le coût est d’autant plus élevé que le nombre de feuillets d’atomes de carbone est réduit ; les graphènes mono- ou bi-feuillet sont très difficiles à synthétiser, à manipuler et à déposer sur des supports – et ça reste vrai pour les « Few Layer Graphene » (FLG) qui comportent moins d’une dizaine de feuillets..
Quelques acteurs dans le secteur
Au niveau international, le « Graphene Council » réunit d’importants fabricants de graphène et le portail « Graphene-info.com » publie des informations sur les dernières recherches et applications dans ce domaine.
Parmi les acteurs français figurent :
- la société iséroise Graphène Production, créé en 2015, dit produire 90 tonnes par an de graphène, pour tous les secteurs de l’industrie.
- 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 régional3Cf. Interview de Alban Chesneau, Président de Carbon Waters, Techniques de l’ingénieur, 25 avril 2018.
En 2020 a été lancé un projet européen ISO-G-Scope pour développer des méthodes harmonisées de mesure et caractérisation du graphène.
Quid des risques associés au graphène ?
En français :
- Graphène : mesurer pour mieux maîtriser, LNE, date ?
- Le graphène / Ma thèse en 180 secondes, Bastien Marguet, 1er prix du jury, mars 2022
- ISO-G-Scope : Harmoniser la caractérisation des propriétés du graphène, LNE, 3 septembre 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
- 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
- La Commission européenne sélectionne le projet phare de recherche Graphène, communiqué du CNRS, 28 janvier 2013
En anglais :
-
What does « graphene » really look like and why is it not « carbon nanotubes », EUON, 18 janvier 2022
- The importance of international standards for the graphene community, Clifford CA et al., Nature Reviews Physics, mars 2021
- Graphène – Familles, propriétés, applications et modes de production, Alban Chesneau, Techniques de l’ingénieur, 10 octobre 2020
- Graphene-Enabled Adaptive Infrared Textiles, M. Said Ergoktas et al., Nano Letters, 18 juin 2020
- Flaghsip Graphene
- World’s first graphene sports shoes unveiled, Nano Magazine, juin 2018
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Les actualités sur le sujet
Les prochains RDV nanos
- Wébinaire sur les nouvelles approches méthodologiques (NAM) pour étudier les perturbations épithéliales dans l’inflammation pulmonaire induite par les nanomatériaux de carbone
- Organisateur : Eurotox
- Intervenante : Carola Voss (Helmholtz Zentrum München)
- Formulaire d’inscription
- MOOC du 28 avril au 22 juin 2025
- Public de niveau Bac+2 ou Bac+3 scientifique et public plus large de professionnels ou de curieux qui cherchent à découvrir, se former ou à acquérir des connaissances particulières dans certains domaines des nanosciences.
- Organisateur : Université Paris Saclay
- Plan de cours :
- Thème 1 : Introduction aux nanos – Posons les bases et les grands concepts des nanos
- Thème 2 : Comment observer et fabriquer les nanos ? Nous verrons quels outils sont utilisés pour observer la matière à ces échelles et quelles techniques le scientifique a à sa disposition pour fabriquer des objets de quelques milliardièmes de mètres.
- Thème 3 : La Nanochimie – Du carbone aux solides poreux en passant par la synthèse de nanoparticules : des propriétés et applications du domaine
- Thème 4 : La Nanophysique – Des composants de la nanoélectronique, des structures pour guider la lumière et des nanocapteurs et d’autres propriétés et applications du domaine
- Thème 5 : Nanobiologie, Nanomédicaments, Micro-nanofluidique – Etudier et manipuler des molécules, traiter des maladies avec des nanomédicaments, manipuler des liquides sur des puces pour le diagnostique médical et bien d’autres propriétés et applications du domaine
- Thème 6 : Nanosciences et Société : Les nanotechnologies sont elles dangereuses ? Nous traiterons des enjeux sociétaux, sanitaires et environnementaux.
- Site internet : www.fun-mooc.fr/fr/cours/comprendre-les-nanosciences-understanding-nanosciences
- Programme de e-learning : sensibilisation destinée aux personnels au contact de nanomatériaux en phase de recherche, formulation, production, maintenance, nettoyage, entretien… ainsi qu’aux animateurs ou ingénieurs de sécurité, chefs d’installation, chefs de laboratoires où sont manipulées des nanoparticules.
- Organisateur : INSTN Grenoble (CEA)
- Au programme :
- 1 – Introduction, définition et caractéristiques des nanomatériaux
- 2 – Toxicité des nanomatériaux : l’état des connaissances
- 3 – Métrologie et caractérisation des nanomatériaux
- 4 – Moyens de prévention et de protection des nanomatériaux au poste de travail
- 5 – Quiz : évaluation des acquis d’apprentissage
- La formation de 2h est consultable pendant un mois à partir de la date d’inscription.
- Site internet : https://instn.cea.fr/…risques-lies-aux-nanomateriaux…
Fiche initialement mise en ligne en juin 2016
Notes and references
- 1Voir par exemple :En français :
–Le graphène, ce matériau miracle qui pourrait changer la face du monde, Les éclaireurs, Canal plus, 25 janvier 2021
– 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
En anglais :
– Graphene and 2D materials could move electronics beyond ‘Moore’s Law’, University of Manchester, 3 juin 2020 - 2Le coût est d’autant plus élevé que le nombre de feuillets d’atomes de carbone est réduit ; les graphènes mono- ou bi-feuillet sont très difficiles à synthétiser, à manipuler et à déposer sur des supports – et ça reste vrai pour les « Few Layer Graphene » (FLG) qui comportent moins d’une dizaine de feuillets.
- 3Cf. Interview de Alban Chesneau, Président de Carbon Waters, Techniques de l’ingénieur, 25 avril 2018