Ce nouveau matériau 2D est fait à partir d’atomes de cuivre et d’iode

Des milliers de matériaux conventionnels tels que les métaux et leurs alliages ont été identifiés au cours du siècle passé. On a également prédit l’existence d’un nombre similaire de matériaux 2D, mais pour l’instant, seule une fraction d’entre eux a pu être synthétisée. Il est difficile de les créer en laboratoire du fait de leur instabilité.

Et pourtant, au cours d’une récente expérience, des chercheurs de l’université de Vienne, en collaboration avec les universités de Tübingen, Anvers et CY Cergy Paris ont réussi à synthétiser de l’iodure cuivreux 2D stabilisé dans un sandwich de graphène. Il s’agit du premier matériau 2D, créé dans des conditions normales de laboratoire.

Cette découverte constitue une révolution. Le fait est que la conception de nouveaux matériaux est importante pour résoudre de grands défis mondiaux, notamment en termes d’énergie et de durabilité. Ces nouveaux éléments permettent soit d’améliorer l’efficacité d’applications connues, soit d’en créer de nouvelles, jusque-là inaccessibles.

Les matériaux 2D se forment suivant un plan linéaire

Les liaisons atomiques des matériaux conventionnels se font grâce à des échanges électroniques. Ces transferts d’électron dépendent non seulement de la structure des atomes en présence, mais aussi de plusieurs autres facteurs environnementaux comme la pression ou la température.

Par contre, les atomes des matériaux 2D se lient différemment. Ces derniers se rangent suivant un plan linéaire. Il en résulte des feuillets fins d’éléments atomiques en deux dimensions aux propriétés enchanteresses du point de vue de la mécanique quantique.

L’iodure de cuivre 2D synthétisé entre deux couches de graphène

Le collège de chercheurs a donc réalisé un véritable exploit en synthétisant un matériau 2D en laboratoire. Ils ont coincé des atomes de cuivre et d’iode entre deux feuillets de graphène pour donner de l’iodure de cuivre 2D stable. Les résultats de cette étude ont été publiés sur le site Advanced Materials.

Les sandwichs de graphène observés en microscope électronique donnent des images vraiment surprenantes. Les chercheurs ont mis un certain temps avant de comprendre ces formations atomiques en 2D. Le nouveau matériau s’étale entre deux couches de graphène oxydées. La pression élevée exercée par ces dernières le stabilise et donne une structure en sandwich.

Ils ont ensuite établi, en collaboration avec la société Danubia NanoTech, un procédé de production à grande échelle. Les scientifiques sont allés plus loin et ont maintenant réussi à synthétiser des dizaines d’autres matériaux 2D.

SOURCE : SCITECHDAILY