GRAPHYNE

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Depuis 2004, les graphènes passionnent les physiciens pour leurs propriétés remarquables. Ces feuilles de carbone faites d'une unique couche d'atomes ont une structure en nid-d'abeilles et leurs caractéristiques électroniques et mécaniques très particulières en font un matériau plein d'avenir. Dans un article publié en février 2012, des chercheurs de l'Institut de chimie théorique de l'université d'Erlangen ont démontré que d'autres structures carbonées – qu'ils appellent graphynes – pourraient bien se révéler encore plus intéressantes. Ce n'est pour le moment qu'une prédiction théorique, car ces physiciens ont modélisé par ordinateur des matériaux monocouches d'atomes de carbone mais ne les ont pas encore réellement synthétisés. La nouveauté de leur approche est qu'ils envisagent que les atomes de carbone seraient liés les uns aux autres non seulement par des liaisons doubles (comme dans le graphène), mais aussi par des liaisons triples, ce qui permet d'imaginer des géométries plus variées que les seuls réseaux hexagonaux en nids d'abeille. L'équipe d'Andreas Görling a ainsi étudié le graphyne 6-6-12, dont la géométrie possède une symétrie rectangulaire qui induit une anisotropie spatiale, c'est-à-dire une direction privilégiée, tout en gardant les propriétés essentielles du graphène, à savoir l'existence de « zones de Dirac » qu'on pensait jusque-là réservée à une structure très symétrique. Les physiciens d'Erlangen en concluent que beaucoup d'autres matériaux monocouches, éventuellement construits à partir d'autres atomes que le carbone, devraient posséder des propriétés électroniques aussi, sinon plus, extraordinaires que le graphène. Reste à déterminer lesquels et à parvenir à les fabriquer.

Graphène et graphyne

Graphène et graphyne

dessin

Les structures du graphène (a) et du graphyne (b). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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—  Bernard PIRE

Écrit par :

  • : directeur de recherche au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Pour citer l’article

Bernard PIRE, « GRAPHYNE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 14 juin 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/graphyne/