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Des chercheurs simulent un nouveau matériau qui pourrait être encore plus étrange que le graphène

Crédits : Yakobson et al / science

Le graphène pourrait bien être le nanomatériau le plus intéressant du siècle, mais le bore n’a pas dit son dernier mot. En nanotechnologie les simulations sondent les limites du possible en prédisant des « matériaux de l’impossible ». En témoigne ce nouveau matériau unidimensionnel qui pourrait être encore plus étrange que le graphène.

Nous aimons tous le graphène — cette feuille unique d’atomes de carbone aux propriétés incroyables – 200 fois plus fort que l’acier, plus dur que le diamant et incroyablement flexible. Sous certaines conditions, le graphène peut même être transformé en un supraconducteur qui transporte l’électricité avec une résistance nulle. Un potentiel énorme pour les domaines électroniques, des biotechnologies ou de la médecine. Mais une équipe de chercheurs propose aujourd’hui un nanomatériau synthétisé qui pourrait avoir des propriétés encore plus étranges que le graphène : des chaînes de bore unidimensionnelles (1D).

Avant toute chose, il est important de savoir que ce nanomatériau n’a pas été créé à proprement parler. Jusqu’à présent, cette recherche n’est basée que sur des simulations informatiques. Les scientifiques ont en effet imaginé une chaîne unidimensionnelle d’atomes de bore aux propriétés potentiellement uniques. Pour faire simple : si les rubans métalliques de bore sont tendus, ils se transforment en chaînes de semi-conducteurs antiferromagnétiques et lorsqu’elles sont libérées, elles se replient en rubans. Le matériau est également prévu pour avoir une rigidité mécanique à la hauteur des nanomatériaux les plus performants connus de la science. Et ils peuvent agir comme des ressorts à l’échelle nanométrique à force constante.

Bien que ce travail ne soit encore que théorique, tout laisse à croire que de futures applications seront possibles dans un avenir proche. L’Université Rice spécialisée dans les simulations informatiques de matériaux qui n’existent pas encore présente un bilan plutôt positif. L’équipe a déjà prédit et simulé le comportement des films en deux dimensions de bore appelé borophène qui sont semblables à graphène, ainsi que des chaînes de carbone-atome et des fullerènes de bore. Et tous ces matériaux ont depuis été créés en laboratoires.

Les chercheurs sont actuellement très intéressés par les matériaux antiferromagnétiques — en particulier ceux qui sont également très bons conducteurs d’électricité — pour le développement de la spintronique qui exploite la propriété magnétique et quantique de l’électron appelée spin. Elle pourrait permettre une miniaturisation plus poussée de circuits électroniques et la réalisation d’ordinateurs quantiques traitant l’information grâce à des qubits.

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