{"id":204675,"date":"2015-12-02T15:05:13","date_gmt":"2015-12-02T17:05:13","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=204675"},"modified":"2015-12-02T17:47:48","modified_gmt":"2015-12-02T19:47:48","slug":"malleable-et-indeformable","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/malleable-et-indeformable\/","title":{"rendered":"Mall\u00e9able et\u00a0Ind\u00e9formable"},"content":{"rendered":"

\"056-057_Nanoespuma_FR_2015\"<\/a>Publi\u00e9 en octobre 2014<\/em><\/p>\n

Associ\u00e9e \u00e0 d\u2019autres mol\u00e9cules, le graph\u00e8ne constitu\u00e9 d\u2019une feuille d\u2019atomes de carbone poss\u00e8de des propri\u00e9t\u00e9s encore plus surprenantes. Une \u00e9quipe de chercheurs de l\u2019Universit\u00e9 Rice (USA), en collaboration avec des physiciens de l\u2019Universit\u00e9 Publique de Campinas (Unicamp), a d\u00e9velopp\u00e9 un type d\u2019\u00e9ponge extr\u00eamement l\u00e9g\u00e8re, r\u00e9sistante et mall\u00e9able \u00e0 partir d\u2019une r\u00e9action chimique qui unit une variante de ce mat\u00e9riau, l\u2019oxyde de graph\u00e8ne (GO) \u00e0 la forme hexagonale du nitrure de bore (BN), compos\u00e9 synth\u00e9tique utilis\u00e9 comme lubrifiant et additif dans les cosm\u00e9tiques. Des \u00e9chantillons d\u2019\u00e9ponge de quelques centim\u00e8tres ont \u00e9t\u00e9 comprim\u00e9s avec des pi\u00e8ces am\u00e9ricaines d\u2019un cent et ont repris facilement leur forme initiale. La structure nanom\u00e9trique du nouveau mat\u00e9riau appel\u00e9 GO-0.5BN ressemble aux entrailles d\u2019un b\u00e2timent en construction o\u00f9 les \u00e9tages et les parois se montent seuls \u00e0 partir d\u2019une base de feuille d\u2019oxyde de graph\u00e8ne renforc\u00e9e par des plaques de nitrure de bore. La densit\u00e9 du GO-0.5BN est 400 fois inf\u00e9rieure \u00e0 celle du graphite.<\/p>\n

Le nitrure de bore, form\u00e9 seulement par des liaisons d\u2019atomes de bore et d\u2019azote, poss\u00e8de une configuration hexagonale similaire \u00e0 celle du graph\u00e8ne auquel il s\u2019embo\u00eete parfaitement, favorisant ainsi une plus grande r\u00e9sistance et mall\u00e9abilit\u00e9 m\u00e9canique. \u00ab Le nouveau mat\u00e9riau est stable d\u2019un point de vue chimique et thermique, et peut \u00eatre utilis\u00e9 dans des syst\u00e8mes pour stocker de l\u2019\u00e9nergie, \u00e0 l\u2019instar des supercondensateurs, des \u00e9lectrodes de batteries et absorber les gaz \u00bb, d\u00e9clare Douglas Galv\u00e3o, de l\u2019Institut de Physique Gleb Wataghin de l\u2019Universit\u00e9 Publique de Campinas (Unicamp), qui a particip\u00e9 \u00e0 cette \u00e9tude. \u00ab Le nitrure de bore renforce la structure de l\u2019oxyde de graph\u00e8ne qui poss\u00e8de certains trous et qui peut devenir cassant \u00e0 certains endroits \u00bb, explique le physicien th\u00e9oricien Pedro Alves da Silva Autreto, post-doctorant \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 Publique de Campinas avec une bourse de la FAPESP. Il a s\u00e9journ\u00e9 \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 Rice, o\u00f9 il a r\u00e9alis\u00e9 des simulations informatiques sur les caract\u00e9ristiques du GO-0.5BN. Le proc\u00e9d\u00e9 utilis\u00e9 pour obtenir l\u2019\u00e9ponge et ses propri\u00e9t\u00e9s ont \u00e9t\u00e9 pr\u00e9sent\u00e9s dans un article scientifique publi\u00e9 le 29 juillet dans la revue Nature Communications<\/em>.<\/p>\n

L\u2019oxyde de graph\u00e8ne poss\u00e8de pratiquement les m\u00eames propri\u00e9t\u00e9s que le graph\u00e8ne pur mais son obtention est plus simple et bon march\u00e9. C\u2019est pour cette raison que les chercheurs ont pr\u00e9f\u00e9r\u00e9 l\u2019utiliser dans leurs exp\u00e9riences. Il peut \u00eatre produit en grande quantit\u00e9 \u00e0 travers l\u2019exfoliation chimique de l\u2019oxyde de graphite. La pr\u00e9sence d\u2019atomes d\u2019oxyg\u00e8ne au sein de la structure de carbone (en nid d\u2019abeille) hexagonale du graph\u00e8ne lui conf\u00e8re un autre avantage. En effet, il est plus facile d\u2019empiler des feuilles d\u2019oxyde de graph\u00e8ne et de cr\u00e9er ainsi des couches \u00e0 la fois extr\u00eamement r\u00e9sistantes et fines qu\u2019avec le seul graph\u00e8ne.\u00a0\u00ab Nous esp\u00e9rions que l\u2019addition de nitrure de bore \u00e0 l\u2019oxyde de graph\u00e8ne cr\u00e9erait une nouvelle structure, mais pas exactement avec l\u2019agencement des couches que nous avons d\u00e9couvert \u00bb, affirme l\u2019ing\u00e9nieur \u00e9lectrique Soumia Vinod, de l\u2019Universit\u00e9 Rice, premi\u00e8re auteur de l\u2019article sur l\u2019\u00e9ponge.<\/p>\n

Les plaques de nitrure de bore hexagonal se r\u00e9partissent uniform\u00e9ment \u00e0 tous les \u00e9tages et sur les parois de la structure interne du mat\u00e9riau qui constitue l\u2019\u00e9ponge. Leur pr\u00e9sence permet d\u2019unir les feuilles d\u2019oxyde de graph\u00e8ne qui jouent le r\u00f4le de squelette du GO-0.5BN. Selon Soumia Vinod, les plaques absorbent les stress inh\u00e9rents \u00e0 la compression et \u00e0 l\u2019\u00e9tirement de l\u2019\u00e9ponge et \u00e9vitent que les \u00e9tages d\u2019oxyde de graph\u00e8ne s\u2019effondrent ou se fissurent et augmentent \u00e9galement la stabilit\u00e9 thermique du compos\u00e9.<\/p>\n

Sans brevet<\/strong>
\nLes chercheurs ont test\u00e9 plusieurs versions du nouveau mat\u00e9riau avec diff\u00e9rentes proportions de ses deux ingr\u00e9dients avant d\u2019arriver \u00e0 la formule chimique de l\u2019\u00e9ponge pr\u00e9sent\u00e9e dans l\u2019article scientifique. Alors que l\u2019\u00e9quipe de l\u2019Universit\u00e9 de Rice m\u00e9langeait diff\u00e9rentes quantit\u00e9s d\u2019oxyde de graph\u00e8ne et de nitrure de bore, les deux se pr\u00e9sentant sous la forme de poudre, Pedro Alves da Silva Autreto r\u00e9alisait des simulations informatiques pour essayer de pr\u00e9voir les propri\u00e9t\u00e9s du mat\u00e9riau en gestation et fournir des param\u00e8tres \u00e0 ses coll\u00e8gues afin de raffiner leur travail pratique. \u00ab J\u2019\u00e9tais le seul physicien th\u00e9oricien au milieu de 50 chercheurs du secteur exp\u00e9rimental du groupe du professeur Pulickel Ajayan \u00bb, d\u00e9clare Pedro Autreto, se rappelant son s\u00e9jour dans l\u2019universit\u00e9 am\u00e9ricaine. La version la plus stable de l\u2019\u00e9ponge fut celle qui devait la moiti\u00e9 de son poids final \u00e0 la pr\u00e9sence de nitrure de bore dans le m\u00e9lange. L\u2019oxyde de graph\u00e8ne interagit avec le nitrure de bore gr\u00e2ce \u00e0 l\u2019action de catalyseurs chimiques. Le produit final de la r\u00e9action, le mat\u00e9riau spongieux, est lyophilis\u00e9, c’est-\u00e0-dire qu\u2019il est congel\u00e9 et perd son eau par sublimation. L\u2019\u00e9ponge adopte \u00e9galement la forme du r\u00e9cipient dans lequel elle a \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9e. \u00ab Quand nous avons d\u00e9couvert les quantit\u00e9s exactes d\u2019oxyde de graph\u00e8ne et de nitrure de bore hexagonal, il nous a fallu deux ou trois jours pour produire la mousse \u00bb, explique Soumia Vinod.<\/p>\n

L\u2019\u00e9ponge nanostructur\u00e9e ind\u00e9formable et qui peut stocker de l\u2019\u00e9nergie ou absorber des gaz n\u2019est pour l\u2019instant pas prot\u00e9g\u00e9e par un brevet commercial. Le partenariat entre l\u2019Universit\u00e9 Publique de Campinas et l\u2019Universit\u00e9 Rice doit se poursuivre et produire de nouveaux travaux. \u00ab Deux post-docteurs de notre \u00e9quipe vont rejoindre l\u2019\u00e9quipe du professeur Pulickel Ajayan pour poursuivre la collaboration \u00bb, affirme Douglas Galv\u00e3o, qui a \u00e9t\u00e9 le superviseur de master et de doctorat de Pedro Autreto et qui supervise son post-doctorat.<\/p>\n

Projet<\/strong>
\nPropri\u00e9t\u00e9s structurelles, m\u00e9caniques et de transport de graph\u00e8ne et structures li\u00e9es (n\u00ba 11\/13259-7<\/a>); Modalit\u00e9<\/strong> Bourse de Post-doctorat; Chercheur responsable<\/strong> Douglas Soares Galv\u00e3o (IFGW\/Unicamp); Boursier<\/strong> Pedro Alves da Silva Autreto; Investissement\u00a0<\/strong>139 310,43 reais<\/em> (FAPESP).<\/p>\n

Article scientifique<\/em>
\nVINOD, S. et al<\/em>. Low-density three-dimensional foam using self-reinforced hybrid two-dimensional atomic layers<\/a>. Nature Communications<\/strong>. 29 juillet 2014.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Une mousse fabriqu\u00e9e \u00e0 partir d\u2019oxyde de graph\u00e8ne et de nitrure de bore a la propri\u00e9t\u00e9 d\u2019\u00eatre l\u00e9g\u00e8re, r\u00e9sistante et de reprendre sa forme originale apr\u00e8s avoir \u00e9t\u00e9 comprim\u00e9e","protected":false},"author":13,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1194],"tags":[],"coauthors":[101],"class_list":["post-204675","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-technologie"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/204675","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/13"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=204675"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/204675\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=204675"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=204675"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=204675"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=204675"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}