Plus de 60 scientifiques et partenaires commerciaux européens se dévoilent dans le magazine Nanoscale leur feuille de route pour l'application du graphène dans les produits destinés au marché.
Plus de 60 scientifiques et partenaires commerciaux européens se dévoilent dans le magazine Nanoscale leur feuille de route pour l'application du graphène dans les produits destinés au marché. La feuille de route couvre les recherches prévues pour la prochaine décennie et au-delà et sert de guide pour la science et l'industrie dans le développement de produits basés sur ces matériaux spéciaux.
Le graphène, un matériau extrêmement fin et flexible, composé d'une seule couche d'atomes de carbone, est l'un des matériaux les plus résistants qui existent et possède des propriétés électriques et optiques très particulières. L'utilisation du graphène et d'autres matériaux bidimensionnels (2d) révolutionnera les domaines de recherche où ils sont appliqués. D'innombrables possibilités sont envisageables. Le graphène peut être utilisé, par exemple, dans les dispositifs biomédicaux, la conversion d'énergie et l'électronique.
Graphène comme capteur
L'un des auteurs est le chimiste et directeur de recherche Grégory F. Schneider, qui travaille à l'Institut de chimie de Leiden. Son groupe mène des recherches interdisciplinaires sur le graphène dans le domaine de la bionanotechnologie. Les chercheurs veulent utiliser les propriétés chimiques du graphène comme capteur, entre autres, en exploitant la réactivité de surface et de bord du matériau. Schneider :"A cet effet, le graphène possède trois propriétés fantastiques :le matériau est un excellent conducteur d'électricité, les bords ne sont minces que d'un seul atome de carbone et le fait que tous les atomes se trouvent à la surface rend le graphène très sensible aux changements environnementaux."
Séquençage ADN
L'une des applications dont il rêve est le séquençage de l'ADN. Avec la bonne configuration, un bord de graphène pourrait scanner une seule molécule d'ADN de la tête à la queue, lisant linéairement la séquence du génome en temps réel. Il soupçonne que cela pourrait prendre encore au moins 20 ans avant que cela puisse être réalisé. "Mais j'espère qu'il y aura une preuve de concept beaucoup plus tôt." À la tête de cette recherche, Schneider a montré que le graphène peut déjà être utilisé pour détecter des brins d'ADN individuels, mais la séquence nucléotidique dans un tel strict ne peut pas encore être lue. "Il existe encore de nombreux goulots d'étranglement pour atteindre cet objectif ultime", déclare Schneider.
Applications rapides du graphène
D'autres applications sont beaucoup plus rapides à portée de main. Il faudra probablement moins de dix ans pour que des produits dans le domaine de l'électronique flexible, des composites et de l'énergie soient presque prêts à arriver sur le marché. Il est probable que des prototypes avancés de dispositifs photoniques intégrés au silicium et de dispositifs biomédicaux aient également été développés au cours de cette période.
De la science fondamentale à la santé et à l'environnement
Les auteurs identifient onze thèmes scientifiques et technologiques, tels que les sciences fondamentales, la santé et l'environnement, les appareils électroniques, la conversion et le stockage de l'énergie et les appareils biomédicaux. Le plan étape par étape fournit un calendrier souhaité pour chacun de ces domaines. Schneider :« Cette feuille de route donne un aperçu des activités mondiales les plus récentes dans la recherche sur le graphène et propose de nouvelles directions de recherche. Je pense que cela débouchera sur des recherches interdisciplinaires et révolutionnaires et encouragera l'innovation, tant dans le domaine scientifique que commercial."
