Le Nobel de physique 2010 va aux découvreurs du graphène

Le prix Nobel de physique 2010 a été décerné, mardi 5 octobre, aux chercheurs russes Andre Geim et Konstantin Novoselov pour leurs travaux sur le graphène, un matériau remarquable, extrêmement fin (constitué d’une seule couche d’atomes de carbone) et résistant, transparent et bon conducteur de l’électricité et de la chaleur.

Konstantin Novoselov (g) et Andre Geim (d) prix Nobel de physique 2010.

Konstantin Novoselov (g) et Andre Geim (d) prix Nobel de physique 2010.

Les deux chercheurs avaient réussi à obtenir, en 20041, une feuille de graphène à partir de graphite (la structure cristalline de carbone qui compose les mines de crayons) et un bout de ruban adhésif. Ce nouveau matériau permet de construire des transistors qui « surpassent nettement en rapidité » les transistors classiques au silicium, et ainsi de fabriquer des ordinateurs « plus efficaces », selon le comité Nobel de l’Académie royale suédoise des Sciences.

« Pratiquement transparent et bon conducteur », le graphène est également « compatible pour produire des écrans tactiles transparents, des panneaux lumineux et peut-être aussi des capteurs solaires », selon le comité Nobel.

Il s’agit d’une couche plane d’atomes de carbone, constituée par la répétition de motifs hexagonaux où les atomes sont situés à chacun des six sommets. Cette structure cristalline rappelle ainsi la forme d’un nid-d’abeilles. Avec un seul atome d’épaisseur, c’est en effet un matériau ultra fin, mais il n’est pas fragile pour autant. Les liaisons chimiques entre les atomes de carbone sont extrêmement stables, ce qui lui confère une résistance 200 fois plus importante que celle de l’acier.

Les deux scientifiques, respectivement 187e et 188e lauréats du Nobel de physique, sont nés en Union soviétique et aujourd’hui, le professeur Geim a la nationalité néerlandaise, et son ancien élève Novoselov a la double nationalité britannique et russe. Tous deux enseignent et travaillent de concert à l’Université de Manchester, au Royaume Uni.

Les deux chercheurs n’en sont d’ailleurs pas restés là et, en 2009, ont offert un cousin au graphène : le graphane, obtenu par adjonction d’atomes d’hydrogène, à l’image des alcanes.

Notes et références

  1. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films. K. S. Novoselov, A. K. Geim,1* S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A. A. Firsov. Science. []

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