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Un instrument créé par des Brésiliens aidera à percer les mystères du graphène

Par Pierre, le 19 février 2021 — applications, chine — 4 minutes de lecture
Un instrument créé par des Brésiliens aidera à percer les mystères du graphène

Un instrument scientifique développé par des chercheurs brésiliens peut nous permettre de percer les mystères du graphène qui pourraient nous conduire à une nouvelle ère technologique. L’invention fait la couverture de l’édition de cette semaine de la revue scientifique Nature, l’une des plus respectées du secteur.

L’équipement est un nanoscope avec nanoantenne optique, développé par un partenariat entre Inmetro et l’Université fédérale du Minas Gerais (UFMG). Cela nous permettra de comprendre un phénomène qui transforme le graphène, une forme cristalline de carbone d’un seul atome d’épaisseur, en un excellent supraconducteur.

Les supraconducteurs sont des matériaux qui permettent le passage d’un courant électrique sans aucune résistance. Dans les matériaux courants, la résistance entraîne une perte d’énergie sous forme de chaleur, ce qui réduit l’efficacité d’un système. Si vous avez vu un ordinateur «bouillir» lorsque vous effectuez une tâche plus intense, vous avez vu cette perte d’énergie de première main.

Les supraconducteurs sont essentiels dans des technologies telles que les trains à lévitation magnétique (Maglev) et peuvent être la clé pour des circuits numériques plus rapides (qui sont la base de nos ordinateurs), des générateurs et des moteurs électriques plus efficaces, des systèmes IRM plus précis et des détecteurs de particules encore plus sensibles , entre autres innovations.

Train chinois utilisant des supraconducteurs et une lévitation magnétique (MagLev) pour éliminer le frottement avec les rails et atteindre une vitesse élevée
Train chinois utilisant des supraconducteurs et une lévitation magnétique (MagLev) pour éliminer les frottements avec les voies et atteindre une vitesse élevée. Image: CRCC / Divulgation

200 fois plus résistant que l’acier et excellent conducteur d’énergie, le graphène subit une transformation lorsque deux feuilles de matériau sont empilées et tournées ensemble à un angle précis de seulement 1, 1 degré. Lorsque cet agencement est refroidi à une température proche du zéro absolu, le graphène devient soudainement un supraconducteur.

Le nanoscope développé au Brésil est comme un microscope optique qui fonctionne à l’échelle nanométrique (1 nanomètre équivaut à un milliardième de mètre) et utilise la lumière pour extraire des informations sur la structure vibrationnelle et électronique des atomes de carbone. Avec cela, il est possible de comprendre comment ils se réorganisent pour donner naissance à la supraconductivité.

La couverture du célèbre magazine Nature montre l'antenne PTTP utilisée dans le nanoscope créé par Inmetro et UFMG
La couverture du célèbre magazine Nature montre l’antenne PTTP utilisée dans le nanoscope créé par Inmetro et UFMG. Image: Nature

«Nous ne pourrions obtenir ces informations avec aucun autre équipement. Le nanoscope brésilien utilise une nanoantenne optique développée à Inmetro et UFMG appelée PTTP, qui est représentée sur l’image de couverture de Nature.

«C’est l’élément fonctionnel, avec une pointe active de quelques nanomètres et qui permet la collecte d’informations optiques très proches de l’échantillon», souligne Thiago Vasconcelos, chercheur à Inmetro et l’un des auteurs de l’article.

«Cette technologie est couverte par 4 brevets, dont deux sont également déposés aux USA, en Chine et en Europe. Il était essentiel d’atteindre les résultats présentés dans l’article et a un énorme potentiel d’applications dans presque tous les secteurs: nouveaux matériaux, semi-conducteurs, matériaux biologiques, produits pharmaceutiques et chimie », ajoute-t-il.

Le nanoscope place le Brésil au premier plan

Inmetro a fortement agi pour donner plus de fiabilité à la caractérisation du graphène et autres nanomatériaux, ce qui est essentiel pour un fabricant, par exemple, pour déterminer le niveau de défauts structurels des nanoproduits et améliorer leur qualité.

Fort du savoir-faire acquis et de la reconnaissance internationale, ainsi que de la haute reproductibilité de la réponse optique des nano-antennes fabriquées, l’Institut développe un front pionnier en métrologie et place le Brésil à l’avant-garde des discussions sur les paramètres de qualité des nanoscopes ou des systèmes TERS (de l’anglais Tip Enhanced Raman Spectroscopy) pour l’industrie nationale des nanotechnologies.

Pierre

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“Parce que la science nous balance sa science, science sans conscience égale science de l’inconscience.” Derrière cette phrase qui vous a sans doute fait un nœud au cerveau, je vous promets de vulgariser au possible les sujets que je traite. La vulgarisation est la clé du partage et vous êtes au bon endroit.

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