Des chercheurs construisent le premier nanofil 2D pour les futurs téléphones et panneaux solaires

En 2004, deux chercheurs de l’Université de Manchester, au Royaume-Uni, s’étaient échappés un vendredi soir en proposant une version un peu plus sophistiquée consistant à utiliser du ruban adhésif Scotch pour décoller les couches supérieures d’un flocon de graphite. Ce qui serait une perte de temps particulièrement ridicule pour quelqu'un d'autre a finalement été récompensé par le prix Nobel de physique, car ils ont pelé tellement de couches qu'il leur reste un matériau de seulement quelques atomes d'épaisseur. Il s’agissait du graphène, le premier matériau bidimensionnel au monde.

Au cours des 13 dernières années, les chercheurs ont essayé de comprendre comment exploiter ce matériau et d'autres matériaux 2D pour la prochaine génération d'électronique, éliminant ainsi la question de savoir comment économiser de l'espace dans tout, des téléphones aux panneaux solaires. Le problème est qu’il ne suffit pas de faire quelque chose en 2D; il doit être possible de mettre ensemble plusieurs ces matériaux dans le même plan d’épaisseur, créant ce qu’on appelle un nanofil.

Dans un article publié lundi dans Matériaux Nature, une équipe internationale de chercheurs décrit en détail le grand pas en avant qu’ils ont accompli pour créer le plus petit câble connu de l’humanité. C’est un développement qui ouvre la porte à l’intégration de panneaux solaires ultra-minces ou d’écrans à LED sur des surfaces telles que les vêtements ou le verre.

Les chercheurs de l'Université King Abdullah en Arabie saoudite, de l'Université Cornell, du Massachusetts Institute of Technology et de l'Academia Sinica expliquent comment ils ont pu utiliser un fil en disulfure de molybdène, d'un diamètre de quelques atomes seulement, à travers le diséléniure de tungstène. un matériau utilisé pour les cellules solaires flexibles.

Travailler avec des matériaux ne mesurant que quelques atomes de diamètre est déjà assez difficile, mais apprendre à mélanger ces matériaux et à en conserver les propriétés est un processus qui a embêté les scientifiques. Les auteurs de cet article expliquent en détail comment ils ont pu créer des nanofils à partir d’un matériau principalement utilisé comme lubrifiant industriel dans l’espoir de favoriser l’assemblage de composants électroniques à l’échelle des atomes.

"La fabrication de nouveaux matériaux 2D reste un défi", a déclaré Markus Buehler, professeur d'ingénierie au MIT, dans un communiqué. «La découverte de mécanismes permettant de créer certaines structures matérielles souhaitées est essentielle pour déplacer ces matériaux vers des applications. Dans ce processus, le travail conjoint de simulation et d’expérimentation est essentiel pour progresser, en particulier à l’aide de modèles de matériaux au niveau moléculaire qui permettent de nouvelles directions de conception. ”

La taille et la polyvalence de Graphene lui ont valu sa réputation de pierre angulaire de l’avenir. C’est la recherche la plus avancée à ce jour dans la résolution du problème de la mise en parallèle de plusieurs nanomatériaux.

L’avantage d’une telle nanotechnologie en 2D est qu’elle est incroyablement solide et qu’elle agit comme une toile invisible par laquelle les courants électriques peuvent passer. Presque toutes les surfaces peuvent être recouvertes du matériau, ce qui permet de rendre l’électronique encore plus omniprésente.

Le fait de pouvoir produire en masse des matériaux 2D ouvrirait une nouvelle ère d’écrans légers et de cellules solaires qui pourraient être implantés à peu près n'importe où, faisant de l’écran un passe-partout plus réaliste que le rêve d’un film de science-fiction.

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