Par ses propriétés électroniques, le nanographène à deux feuillets se révèle attractif pour des transistors ou des batteries au lithium plus performants. En collaboration avec un groupe de l'Université Complutense de Madrid, des chercheurs de l'
Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) des Sciences Chimiques de Rennes (CNRS/Université de Rennes/ESCR Rennes/ Insa Rennes) ont inventé une structure hélicoïdale qui permet d'en produire efficacement. Ce travail est publié dans Angewandte Chemie International Edition.
Un feuillet de graphène est constitué d'une unique couche d'atomes de
carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) agencés en un
réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) hexagonal, de type nid d'
abeille (Abeille est un nom vernaculaire ambigu désignant en français certains insectes...). Ce
matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) présente des propriétés électroniques et mécaniques exceptionnelles comme une très grande mobilité électronique et une grande stabilité à l'échelle nanométrique. Ses dérivés de type nanorubans de graphène ou les systèmes 'multi-feuillets' permettent le passage d'un courant modulable en fonction de la
tension (La tension est une force d'extension.) appliquée: ils sont attractifs pour la fabrication de transistors potentiellement plus performants que les systèmes actuels à base de
silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si...). Or la synthèse de systèmes en multi-feuillets, en particulier de systèmes bicouches, est encore mal contrôlée. Des scientifiques de l'Institut des Sciences Chimiques de Rennes (CNRS/Université de Rennes/ESCR Rennes/ Insa Rennes), en collaboration avec l'
Université Complutense de Madrid (L'Université Complutense de Madrid est l'une des principales universités d'Espagne et...), ont développé une méthode efficace pour préparer une structure hélicoïdale inédite constituée de plusieurs feuillets de type nanographène.
Les deux feuilles de nanographène, attachées par le décahélicène central, sont séparées d'une distance de 3.6 Å seulement.
©Jeanne Crassous
Pour cela, ils ont fusionné deux feuillets de nanographène synthétiques aux extrémités d'une hélice centrale. Ce système enroulé permet de superposer les deux couches de graphène, séparées une distance de 3.6 Angström(1) seulement. Il est également chiral, c'est-à-dire non superposable à son image dans un miroir plan: une propriété qui permet par exemple une
interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) avec une
lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) polarisée circulairement ou une meilleure solubilité par rapport à des systèmes 2D. Ce nouveau matériau montre également des propriétés d'agrégation à forte concentration, ce qui permet d'envisager de bonnes propriétés de conduction à l'état solide.
Cette structure inédite devrait donner accès à des performances électroniques inédites, notamment de bonnes propriétés de transport d'ions pour le stockage d'
énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...), avec des applications potentielles dans le domaine des batteries au
lithium (Le lithium est un élément chimique, de symbole Li et de numéro atomique 3.).
Note:
(1) Un Angström (Å) correspond à 0.1 nanomètre, soit 0.000 000 000 1 mètre
Références publication:
Paul Jameson Evans, Jiangkun Ouyang, Ludovic Favereau, Jeanne Crassous, Israel Fernández, Josefina Perles Hernáez, Nazario Martin
Synthesis of a Helical Bilayer Nanographene
Angewandte Chemie International Edition – Février 2018
DOI: 10.1002/anie.201800798
Contact chercheurs:
Jeanne Crassous,
ISCR UMR6226,
Université de Rennes (L’université de Rennes, est une ancienne université qui trouve son origine dans...), ENSC Rennes, INSA Rennes