Graphène: où en sont les recherches ?
Publié par Adrien le 30/04/2014 à 00:00
Source: CNRS
Flexible, léger, ultra-résistant et excellent conducteur, le graphène, isolé en 2004, s'est rapidement imposé comme un matériau très innovant promis à de nombreuses applications, notamment en électronique. Graphene 2014, la plus importante conférence internationale sur ce matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en...), se tiendra pour la première fois en France, du 6 au 9 mai à Toulouse. Le CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), premier organisme européen mobilisé sur le graphène (Cet article ne doit pas être confondu avec l’article graphème.), y coordonne la participation française que nous vous invitons à découvrir. Au programme sur le pavillon français: une présentation de travaux marquants sur le graphène, les résultats d'une enquête sur son potentiel de valorisation au CNRS... Ce seront autant d'occasions de mieux appréhender ce matériau prometteur.


Contrôle de l'alignement d'un échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents domaines :), avant la préparation du graphène sur carbure de silicium (Le carbure de silicium (SiC), aussi connu sous le nom de carborundum ou de moissanite, est une céramique composée de silicium et de carbone.), dans un microscope à effet tunnel (Le microscope à effet tunnel (en anglais STM, Scanning Tunneling Microscope) fut inventé en 1981 par des chercheurs d'IBM, Gerd Binnig et Heinrich Rohrer, qui reçurent le Prix...) en ultravide. Développé par l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) Néel, ce microscope à effet tunnel (L'effet tunnel désigne la propriété que possède un objet quantique de franchir une barrière de potentiel, franchissement impossible selon la mécanique classique. Généralement, la fonction...) permet d'analyser les propriétés structurales et électroniques du graphène sur carbure (Un carbure est un composé chimique du carbone avec un deuxième élément chimique autre que l’oxygène. Ils présentent donc une...) de silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.).
© CNRS Photothèque / FRESILLON Cyril


Ouverture d'un four pour le retrait d'une feuille (La feuille est l'organe spécialisé dans la photosynthèse chez les végétaux supérieurs. Elle est insérée sur les tiges des plantes au niveau des nœuds. À l'aisselle de la...) de cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre pur est plutôt mou, malléable, et présente sur ses surfaces fraîches une teinte rosée à pêche. C'est un...) recouverte de graphène, disposée dans un tube à quartz. Ce four fait partie d'un bâti de croissance de graphène sur métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas des métaux alcalins. Les métaux...). Ce dispositif permet la croissance d'une couche d'épaisseur mono-atomique de graphène sur cuivre, par dépôt de vapeur () chimique réactive.
© CNRS Photothèque / FRESILLON Cyril

Graphene 2014 rassemblera plus de 700 chercheurs du monde (Le mot monde peut désigner :) entier travaillant sur le graphène, sans oublier un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'industriels. Outre les conférences, des pavillons de "centres internationaux spécialisés dans le graphène" seront réunis pour la première fois dans un même lieu: Corée du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.), Taiwan, Canada, Grande-Bretagne (La Grande-Bretagne (en anglais Great Britain) est une île bordant la côte nord-ouest de l'Europe continentale. Elle représente la majorité du territoire du Royaume-Uni. En son acception...), Espagne, Danemark, Grèce, Italie, mais également la Chine et la France auront leur pavillon.

Sous la bannière "Graphene in France", le pavillon français est piloté par le CNRS, en partenariat avec des acteurs toulousains: l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) Paul Sabatier - Toulouse 3, So Toulouse et Invest in Toulouse. Il présentera le Groupement de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le cadre...) "Graphène et nanotubes" qui structure la communauté française du graphène dont la particularité est d'être disséminée dans de nombreux laboratoires du CNRS ou d'autres organismes comme le CEA, l'Onera, Thalès et les universités. Une structuration hors les murs qui n'a pas empêché la France de se hisser au premier rang ( Mathématiques En algèbre linéaire, le rang d'une famille de vecteurs est la dimension du sous-espace vectoriel engendré par cette famille. Le théorème du rang lie le rang et la dimension...) des pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas...) initiateurs du "Flagship graphène", lancé début 2013 par la Commission européenne. Le CNRS s'est alors imposé, et de loin, comme le premier organisme européen dans ce cadre.


Modélisation numérique du graphène.
© © CNRS Photothèque / BOUCHIAT Vincent

De la simulation à la synthèse, en passant par la caractérisation, la toxicologie et les applications de ce matériau d'avenir, le stand français mettra en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est...) de récents travaux de recherche issus de différents laboratoires. Des interventions courtes sont également prévues pour favoriser les échanges entre chercheurs et industriels participant à la conférence.

L'une des spécificités de la présence française est la présentation de l'étude réalisée par FIST SA, filiale de valorisation du CNRS et de BPIfrance: elle porte sur le potentiel de valorisation du CNRS dans le domaine du graphène et les dépôts de brevets effectués en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale...). Elle offre également un panorama de la protection industrielle française sur ce marché d'avenir. La France est en effet le 2e déposant européen sur le graphène, après l'Allemagne et, avec 22 familles de brevets à son actif dans ce domaine, le CNRS se positionne comme le tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) premier acteur (Un acteur est un artiste qui incarne un personnage dans un film, dans une pièce de théâtre, à la télévision, à la radio, ou même dans des spectacles de rue. En plus de...) institutionnel déposant et le 3e déposant de brevets européens au monde. Cet engagement français dans la protection de sa recherche sur le graphène fait du CNRS un interlocuteur de taille pour d'éventuels partenaires industriels. Le CNRS entend bien promouvoir cette place, d'autant que le graphène a été identifié en 2013 comme l'un de ses axes stratégiques d'innovation.


Morceau de graphène (couche de graphite d'un seul atome d'épaisseur) entre deux contacts électriques de palladium.
© CNRS Photothèque/Groupe de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la connaissance...) mésoscopique, Laboratoire de physique des solides ORSAY / GUERON Sophie

Pour en savoir plus

Le site de la conférence Graphene 2014: http://www.grapheneconf.com/
Le graphène superstar, série d'articles dans CNRSLeJournal: https://lejournal.cnrs.fr/articles/le-graphene-superstar-episode-1
"La Commission européenne sélectionne le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) phare de recherche Graphène": communiqué de presse (Un communiqué de presse est un document court envoyé aux journalistes dans le but de couvrir un événement.) du 28 janvier 2013 http://www2.cnrs.fr/presse/communique/2963.htm
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