Le graphène, un matériau du futur?

Le graphène, un matériau pour des vêtements comme le mithril???

" Aussi léger qu’une plume et aussi dur qu’une écaille de dragon. » Tolkien était-il sans le savoir un auteur de science-fiction prescient ? Sa description de la cotte de mailles en mithril que porte Frodon dans Le Seigneur des anneaux correspond en tout cas à merveille aux textiles en graphène mis au point aujourd’hui par une équipe de chercheurs. "

Des cristaux de carbone...

Le graphène

Le diamant

Le graphite

Caractéristiques

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Le graphite est un solide noir de faible dureté qui s'effrite facilement. Il est composé de feuillets parallèles d'atomes de carbone liés par des liaisons covalentes. Ces liaisons sont beaucoup plus fortes que celles qui relient les feuillets superposés entre eux.

Le diamant est un solide brillant très dur qui résiste bien aux chocs. Il cristallise dans une forme dérivée du cristal cubique à faces centrées où chaque atome est lié par des liaisons covalentes à quatre de ses voisins.

Le graphène est constitué d'un "grillage" d'atomes de carbone organisés en mailles hexagonales. C'est un cristal en 2 dimensions, un cristal "plat"!

NEWS

vendredi 20/09/2019

n°1

Sciences

Bordeaux

Spécial Sciences

Lycée Camille Jullian

Le graphène

Juno, dévoilé en 2018, drone entièrement recouvert de graphène

Une révolution industrielle

Ce matériau se présente sous la forme d'un feuillet 200 000 fois plus fin qu'un cheveu. Le matériau ultra fin se révèle ultra solide: il résiste à un poids de deux tonnes exercé sur une surface d'un millimètre! Il est également très léger, parfaitement étanche à l'eau et aux gaz, et trente fois plus conducteur que le silicium.

Au Royaume-Uni, l'Université de Central Lansashire (UClan) a présenté au public Juno, une aile volante sans pilote entièrement revêtue de graphène. Léger, résistant et flexible, le matériau est un allié idéal pour l'aéronautique.

Une combinaison protectrice

Des usages du graphène

Des chercheurs de l’université américaine Brown ont montré qu’un textile doublé d’un revêtement de couches d’oxyde de graphène (GO) protégeait des piqûres de moustiques.

Le graphène pourrait révolutionner le monde industriel: électronique, télécommunication, internet, textile...

Un résultat impressionnant

Les chercheurs ont testé avec succès leur textile avec une aiguille simulant la force d’un dard de moustique. Un point faible subsiste toutefois : la résistance n’est efficiente que lorsque le textile est sec. Les moustiques pourraient donc transpercer le graphène lorsqu’il est saturé en eau. « La prochaine étape nous donnera les bénéfices complets d’une protection respirante et résistante aux piqûres »

Alors que les bras nus et vêtus de simples vêtements se faisaient dévorer par les insectes, ceux protégés par le textile en graphène ne présentaient pas la moindre trace de piqûre. Plus surprenant pour les chercheurs, les moustiques ne se posaient même pas sur les bras ainsi protégés.Des études complémentaires ont permis aux scientifiques de mettre en évidence que le graphène agissait comme une barrière chimique : les moustiques n’étaient plus à même de sentir les odeurs de sueur humaine qui les attirent d’ordinaire, expliquent-ils dans un communiqué de l’université Brown. Et même dans le cas où ce camouflage olfactif n’arrivait pas à duper tous les moustiques, la fine couche de graphène semblait assez solide pour résister aux tentatives de piqûres.

Camouflage et bouclier

Une étude publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences

Pour les besoins de leur démonstration, ils ont plongé les bras de volontaires dans des boîtes remplies de moustiques. Les cobayes avaient soit une partie de leur peau exposée à nue, soit couverte d’un vêtement textile standard, soit couverte de leur vêtement complété d’un film de GO.

Des chercheurs de l’université américaine Brown ont montré qu’un textile doublé d’un revêtement de plusieurs couches d’oxyde de graphène (GO) protégeait doublement des piqûres de moustiques.

Moins de morts ?

"Reste un problème de taille"

Au-delà des questions de confort, les chercheurs font valoir les vertus de leurs travaux pour lutter contre un fléau majeur de santé publique. Les moustiques sont en effet les vecteurs de transmission de nombreuses maladies potentiellement mortelles, comme le paludisme, la dengue ou la fièvre jaune. Ils sont ainsi de loin les prédateurs les plus dangereux pour l’homme, responsables de 750 000 morts par an. Les auteurs soulignent également que leur vêtement protecteur constitue une solution non chimique, ce qui n’est pas négligeable face au risque que peut parfois représenter un insecticide pour la santé humaine ou pour l’environnement.

Ce qui se fait en laboratoire n’est pas encore industrialisable à grande échelle. La méthode de fabrication n’est pas suffisamment fiable et reste très coûteuse. Évalué à 100 dollars le gramme en 2017, sa production est relativement lente : Carbon Waters, entreprise bordelaise, revendique une capacité de production de 250 à 500 mètres carrés par mois, confiait l’an dernier son dirigeant à L’Express. Le coût de fabrication, toutefois, ne cesse de décroître. Parmi les nouvelles techniques expérimentées, celle de chercheurs de l’université RMIT, en Australie, pourrait faire passer le prix du gramme de graphène de 100 dollars à 50 cents.

"Moins de CO2?"

L’arrivée potentielle de ces matériaux très résistants pourrait aussi être l’opportunité d’allonger la durée de vie des vêtements, et de rendre l’industrie textile moins polluante. Alors que différents acteurs de la mode commencent à s’emparer du problème, 5,8 millions de tonnes de vêtements finissent encore dans les décharges chaque année. Un quart de tous les pesticides utilisés dans le monde le sont pour la production de coton. Nous achetons en moyenne 20 vêtements par personne et par an, soit 60 % de plus qu’en 2000, contribuant à faire du secteur textile un acteur majeur du changement climatique, responsable de 5 % des émissions mondiales de CO2. Anti-moustiques, légers et résistants, les vêtements en graphène auront donc comme dernier défi de résister à la futile obsolescence de la mode.