«Go Dough», du graphène comme Didò, une pâte à modeler qui s'adapte n'importe où (ou presque). Un groupe de recherche de l'Université Northwestern (Illinois, États-Unis) a transformé l'oxyde de graphène (GO) en une pâte molle, moulable et pétrissable (Dough en anglais) qui peut devenir «n'importe quoi». Avec des applications potentielles dans le monde de la construction, mais aussi dans l'énergie.
Comme Didò, mais loin d'être un jeu. Go Dough est un matériau malléable qui pourrait résoudre plusieurs problèmes de longue date dans les secteurs de la fabrication, de la construction et surtout de l'énergie. Et, qui sait, peut-être un jour remplacer le plastique éternel.
L'oxyde de graphène, produit à partir de graphite (dont des crayons communs sont faits, par exemple), est souvent utilisé pour la production de graphène, une feuille de carbone avec une seule couche atomique, extraordinairement forte, légère et avec des applications potentielles dans électronique et stockage d'énergie.
La très fine feuille de carbone est en effet étudiée comme un «conteneur d'énergie» car sa structure serait bien meilleure pour la retenir, rendant les technologies comme le photovoltaïque beaucoup plus efficaces. En effet, certaines hypothèses l'indiquent comme un substitut potentiel du silicium dans les cellules.
De plus, convenablement traité pour augmenter sa conductivité, il pourrait être utilisé à la place du platine dans les piles à combustible , de manière à réduire les coûts tout en conservant des performances élevées, ainsi que parfait pour stocker l'hydrogène. Des recherches récentes de l'Université de l'Arkansas ont même proposé le graphène comme une source d'énergie inépuisable .
Mais tout ce qui brille n'est pas de l'or. «Actuellement, l'oxyde de graphène est stocké sous forme de solides ou de poudres, plutôt enclins à la combustion et à l'explosion - explique Jiaxing Huang, qui a dirigé l'étude - Alternativement, il est dispersé dans des liquides appropriés, ce qui augmente cependant la masse du matériau des centaines ou des milliers de fois ". Avec une augmentation des coûts de transport (ainsi que de la pollution associée).
Le matériau, qui semble révolutionnaire, a été obtenu en ajoutant une grande quantité d'eau à l'oxyde, créant une pâte, sans l'ajout d'autres additifs qui peuvent changer la nature du matériau et créer des problèmes (par exemple, si vous utilisez le plastique, certainement pas vers sa réduction).
Après avoir été modélisée en structures appropriées, la pâte de graphène peut être transformée en solides denses électriquement conducteurs, chimiquement stables et mécaniquement durs. Ou vous pouvez ajouter plus d'eau pour obtenir une pâte de meilleure qualité, ou même traiter davantage le matériau pour produire de l'oxyde de graphène avec des microstructures particulières utiles, par exemple, en électronique.
Mais le graphène est-il vraiment éco-durable ? "La flexibilité du graphène, sa grande surface de contact et sa stabilité chimique, combinées à son excellente conductivité électrique et thermique, rendent le matériau prometteur comme catalyseur dans les carburants et les cellules solaires", les chercheurs de l'Institut italien de La technologie.
Et en 2021, une équipe de l'Université de Manchester a développé une technique qui utilise le graphène pour rendre l'eau de mer potable.
Cependant, des doutes subsistent. Tout d'abord parce qu'il s'agit encore d'un matériau nouveau, il est bon d'être prudent, et deuxièmement parce que sa nature laisse perplexe une partie de la communauté scientifique. Les particules fines et légères, mais résistantes et incurables, sont en effet notoirement préoccupantes surtout pour les voies respiratoires.
La recherche est donc la bienvenue, surtout si elle conduit à une meilleure connaissance de quelque chose d'apparemment révolutionnaire. «Mon rêve est de transformer les feuilles de graphène en un matériau d'ingénierie facilement accessible et facilement utilisable , tout comme le plastique, le verre et l'acier», conclut Huang. Mais sans dangers pour la santé et l'environnement, ajoutons-nous.
Le travail a été publié dans Nature Communications.
Roberta De Carolis
Photo: Université Northwestern
