Le graphène, ou feuillet de graphite isolé, est un matériau redécouvert récemment qui pourrait faire sauter plusieurs verrous technologiques dans le domaine de la microélectronique ou des énergies alternatives. Le SCIB a réussi à synthétiser de la poudre de graphène dispersable dans des solvants et ne présentant aucune trace de pollution par des ions métalliques. L’étude des propriétés magnétiques et spectroscopiques intrinsèques de ce matériau est désormais possible.


Le graphène est un nouveau matériau ancien. Pour les applications en catalyse et pour le stockage de l’énergie, de grandes quantités de graphène sont nécessaires. Une des méthodes possibles de synthèse repose sur l’exfoliation chimique du graphite. Ce dernier est d’abord oxydé, car l’oxyde de graphite est facilement exfoliable. Et puisque l’oxyde contient une grande quantité de fonctions oxygénées (alcools, carboxylates), il est possible de le disperser dans un solvant, aqueux en général. Il est ensuite réduit pour reformer le réseau cristallin du graphène au sein des feuillets séparés dispersés en solution.

À chaque étape de cette synthèse des pollutions sont possibles : ions métalliques, composés organiques, etc. Comment ces polluants modifient-ils les propriétés du graphène, sa capacité à complexer le lithium dans les batteries Li-ions, la réactivité intrinsèque du catalyseur dont il sert de support ? Pour répondre à ces questions, le SCIB a mis au point et breveté un protocole de synthèse où le matériau final est exempt de contaminations métalliques ou organiques. Notre graphène présente un magnétisme environ 100 fois plus faible qu’un graphène synthétisé selon un protocole standard d’exfoliation/réduction. Ceci traduit essentiellement l’absence d’ions métalliques paramagnétiques, ions présents naturellement dans le graphite ou résidus des méthodes de synthèse.
Prochaine étape : l’étude des propriétés de ce matériau comparées à celles des autres types de graphène.