• Le 15 janvier 2015

Une équipe de recherche de l’Institut des matériaux Jean Rouxel (IMN - Université de Nantes/CNRS) a découvert une nouvelle famille de matériaux à base de "polymères conjugués" qui disposent des mêmes propriétés que le graphène et qui pourraient permettre de nouvelles applications dans le domaine de la micro-électronique et du stockage de l'énergie (smartphone, voitures électriques,...). Cette découverte a récemment fait l’objet d’une publication dans le magazine Nature Communication.

Plus performant, plus complet, plus mince. Découvert il y a à peine 10 ans, le graphène est déjà pressenti pour être LE matériau de demain. Celui qui permettra d'améliorer les performances de nos smartphones ou d'optimiser nos écrans tactiles. Mais malgré tout son potentiel, les propriétés de ce matériau révolutionnaire n'offrent pas toutes les possibilités d'application, notamment dans le domaine de la nanoélectronique. "Le problème de ce matériau est qu'on ne peut pas changer son comportement", explique Chris Ewels, chercheur à l'Institut des matériaux Jean Rouxel (IMN). "Le graphène est comme une feuille de papier ultra-fine. On peut la manier, la froisser, la déchirer, mais on ne peut pas en changer la structure pour moduler ses propriétés."

  • Les polymères conjugués : des possibilités d'application prometteuses
Pour répondre à ce problème, plusieurs laboratoires du monde entier, dont l'Institut des matériaux Jean Rouxel (IMN), ont tenté de trouver des matériaux imitant le comportement du graphène sans en prendre les défauts. Parmi toutes ces initiatives, l'équipe "Physique des matériaux et nanostructures" (équipe PMN) de l'Institut des matériaux Jean Rouxel (IMN) a été plus loin en mettant à jour toute une famille de matériaux à base de "polymères conjugués", un plastique conducteur d'électricité.

Grâce à des simulations informatiques, les chercheurs de l'IMN ont en effet découvert que le comportement de ces polymères pouvait être modifié en changeant certains éléments chimiques, ouvrant le champ de tous les possibles. "La vaste gamme de polymères disponibles rend les possibilités d'application presque infinies", souligne Jean-Joseph Adjizian, premier auteur de ces travaux de recherche et aujourd'hui post-doctorant à l'Université de Louvain-la-Neuve (Belgique). "En changeant un élément chimique, on peut par exemple permettre au matériau d'être plus sensible à la lumière, d'accélérer ou ralentir le courant électrique qui passe à travers,...". Cette nouvelle famille pourrait donc être une alternative crédible au graphène permettant d'être utilisée à moyen terme dans le domaine de la micro-électronique (smartphone) ou dans le stockage de l'énergie (voitures électriques). Pour l'instant, cette étude reste une prédiction de calcul, mais les chercheurs nantais travaillent néanmoins déjà activement avec le laboratoire d'Erlangen-Nuremberg (Allemagne) pour la mise au point d'un tel matériau qui pourrait être réalisé d'ici deux ans.

  • L'IMN : un laboratoire reconnu internationalement dans le domaine des matériaux
Cette récente découverte démontre une nouvelle fois la vitalité de la recherche dans le domaine des matériaux à l'Université de Nantes qui en a fait une de ses priorités thématiques dans le cadre de sa politique de recherche. Laboratoire de pointe de renommée internationale aussi bien en recherche fondamentale qu'en recherche appliquée, l'Institut des Matériaux de Nantes Jean Rouxel participe pleinement à la recherche dans le domaine. L'IMN est notamment impliqué dans la recherche sur les énergies (batteries, piles à combustibles) ou les nanosciences et les nanomatériaux (optique, électronique, santé, agronomie).