Une nouvelle façon de vérifier la qualité des nanomatériaux comme le graphène a émergé d’une équipe de l’Université du Sussex.



Le graphène et les nanomatériaux ont été présentés comme des matériaux miracles, et ils se révèlent inestimables dans toutes sortes d’applications, telles que dans les industries vehicle et aérospatiale, où les métaux lourds sont remplacés par des matériaux composites furthermore légers mais tout aussi résistants. La qualité des nanomatériaux est donc très importante, mais la normalisation et le contrôle de la qualité ont échappé à l’industrie.

L’équipe de Sussex a développé une procedure qui donne des informations détaillées sur la taille et l’épaisseur des particules de graphène. Il utilise une méthode laser non damaging pour regarder les particules dans leur ensemble et leur permet de construire rapidement une graphic détaillée de la distribution des particules dans un matériau donné. Leur short article « Raman Metrics for Molybdenum Disulfide and Graphene Allow Statistical Mapping of Nanosheet Populations » est publié dans la revue « Chemistry of Materials ».



Le Dr Matt Substantial, qui a dirigé la découverte à l’École des sciences mathématiques et physiques de l’Université du Sussex, a déclaré:

« Les normes de mesure sont un fondement vraiment essentiel des économies modernes. Cela se résume vraiment à une question straightforward: remark savoir si vous en avez pour votre argent ?

« Pour le minute, l’industrie du graphène est un peu une frontière sauvage il est très difficile de comparer différents produits vehicle il n’y a pas de moyen convenu de les mesurer. C’est là qu’interviennent des études comme la nôtre.

« C’est vraiment un problème critical pour toute entreprise qui cherche à tirer parti des avantages du graphène (ou de tout autre nanomatériau, d’ailleurs) dans ses produits. Souvent, l’utilisation du mauvais matériau peut soit n’avoir aucun avantage, soit même aggraver les performances du produit.

« Un exemple particulier serait les matériaux composites tels que les plastiques renforcés de graphène si un matériau graphène de mauvaise qualité est utilisé, il peut entraîner la défaillance des pièces au lieu de fournir la résistance améliorée attendue. Cela peut être un gros problème pour des industries telles que l’automobile et l’aérospatiale., où il y a d’énormes efforts pour remplacer des pièces métalliques in addition lourdes par des matériaux composites furthermore légers (comme la fibre de carbone) qui sont tout aussi solides. Si le graphène et d’autres nanomatériaux doivent jouer un rôle dans la réduction du poids et des coûts, les normes convenues sont vraiment importantes.  »

Aline Amorim Graf est co-auteur de l’article dans l’équipe de l’École des sciences mathématiques et physiques de l’Université du Sussex. Dit-elle:

« Certains fabricants disent produire du graphène mais en fait – sans doute par inadvertance – produire une forme de graphite. Certains factureront jusqu’à 500 £ par gramme.

« Le problème, c’est qu’il n’y a pas de standardisation. Ce que nous avons fait, c’est de créer une nouvelle façon de mesurer la qualité des nanomatériaux comme le graphène. Nous utilisons un spectromètre Raman pour ce faire, et avons créé un algorithme pour automatiser le processus. De cette façon, nous pouvons déterminer la qualité, la taille et l’épaisseur de l’échantillon.

« Il est clair que la qualité du graphène compte vraiment pour utiliser dans les moniteurs de santé, pour utiliser dans les étiquettes de supermarché, vous voulez savoir que vous obtenez le vrai produit. Mais en fait, les acheteurs de graphène n’ont pas un indice quant à la qualité de ce qu’ils achètent en ligne et qu’il s’avère que ce n’est en fait pas du graphène ou du graphène de mauvaise qualité, alors ce sera vital.  »

Le professeur Alan Dalton, codirecteur du programme Sussex pour la recherche quantique et co-auteur de l’article, a déclaré:

« C’est vraiment un domaine de recherche vital pour notre équipe. Nous croyons que notre nouvelle métrique sera d’une grande aide pour l’industrie, les chercheurs et les organismes de normalisation qui sont des get-togethers prenantes clés dans le développement de matériaux 2D en vue de leur commercialisation.

Le Conseil du graphène réclame depuis longtemps une meilleure normalisation. Terrance Barkan du Graphene Council a déclaré avoir écrit:

« L’absence d’une norme mondiale convenue pour le graphène et les matériaux étroitement liés crée un vide et un manque de confiance sur le marché pour l’adoption à l’échelle industrielle des matériaux de graphène. »

L’équipe de Sussex poursuit ses recherches et est ouverte à la vérification de la qualité du graphène sur une foundation consultative.