Graphène

Qu’est-ce que le graphène ?

Le graphène s’obtient à partir du graphite, lui même étant un allotrope du carbone. En effet, il se représente sous forme de feuillet bidimensionnel en maillage hexagonal. Avec leur épaisseur d’un seul atome de carbone, on pensait que de tels feuillets, qui forment par leur empilement le graphite de nos mines de crayon, étaient physiquement impossibles. Un tel matériau contredisait en apparence un résultat mathématique en physique du solide connu sous le nom de théorème de Mermin-Wagner. Ce dernier était une formulation précise d’un argument (étroitement lié aux notions de symétries brisées) donné par un autre prix Nobel de physique, Lev Landau, « démontrant » l’impossibilité d’un réseau cristallin à deux dimensions.

Le graphène, un matériau miracle

Des travaux en laboratoire montrent que des transistors en graphène sont potentiellement capables de détrôner les transistors en silicium, ouvrant la voie à des ordinateurs plus performants car plus rapides et plus petits. Effectivement, le graphène est un excellent conducteur électrique, combiné à sa légereté et sa robustesse, cela fait de lui un des meilleurs matériaux dans le domaine de la micro-informatique, qui pourrait se voire qualifier à l’avenir de nano-informatique.

On s’attend aussi, lorsque seulement 1 % de graphène est mélangé à de la matière plastique, à ce qu’il la rende électriquement conductrice. Sa résistance thermique devrait augmenter de 30 ˚C, ainsi que sa résistance mécanique (on sait que le graphène lui-même est 200 fois plus résistant que l’acier à la traction). D’intéressants matériaux composites au graphène devraient apparaître dans un avenir proche, avec des applications dans les satellites, les avions et les voitures.

En effet, on comprend donc pourquoi les grandes entreprises sont en pointe dans la recherche dans le graphène.
Dans le secteur de la haute technologie, le géant coréen Samsung a déjà annoncé avoir mis au point une méthode pour l’intégrer à des semi-conducteurs. IBM étudie également le remplacement du silicium par le graphène dans la course à la miniaturisation des microprocesseurs.

Dans l’industrie, on peut l’utiliser dans des alliages pour rendre les avions plus légers .
Pour l’environnement, le graphène peut servir à améliorer les temps de charge et les capacités de stockage des batteries lithium-ion. Le constructeur de véhicules Tesla y travaille.

Enfin, dans la médecine, le graphène peut être utilisé pour concevoir des électrodes dans le cerveau de patients atteints de la maladie de Parkinson, mais aussi être utilisé dans le cadre de thérapies ciblées contre des cancers, grâce à faculté de s’accumuler dans les tumeurs.

Le graphène est aujourd’hui une opportunité d’investissement incontestable

De nombreux acteurs économiques sont convaincus de l’énorme potentiel du graphène. Multinationales, entreprises et universités investissent des milliards dans la recherche des applications possibles et dans leur industrialisation. La production actuelle n’est que de 400 tonnes par an, ce qui reste faible aux vues des premières applications prêtes à pénétrer le marché dès 2018.

En France, la société STI, spécialisée dans les matières rares à profit est la première à avoir constitué un pool-account de graphène grâce à ses services d’investissement dédiés aux particuliers. STI se charge de toutes les opérations, de l’achat de la matière première sur les marchés privés à la revente aux industriels en passant par l’acheminent des métaux. Les plus grandes multinationales voient déjà le très grand potentiel du graphène et investissent des milliards dans la recherche relative à ses diverses applications et à sa production industrielle.