Le graphène, le matériau miracle qui devrait rajeunir presque toutes les sphères de la science et de la technologie au cours de la prochaine décennie, peut ajouter une autre application à sa liste déjà extrêmement longue: l’armure pare-balles. Des chercheurs américains ont découvert qu’en empilant des feuilles de graphène les unes sur les autres, il avait entre huit et 10 fois le pouvoir d’arrêt de l’acier.
Je sais, je sais — à ce stade, il n’est guère surprenant que le graphène soit le matériau idéal pour une armure pare-balles fine et légère. Il est toujours assez impressionnant, cependant, que toutes les propriétés du graphène – du matériau le plus conducteur de l’électricité au monde, à sa résistance extrême, en passant par la possibilité d’implants cérébraux transparents — proviennent toutes d’une couche épaisse d’un atome d’atomes de carbone disposés dans une structure en nid d’abeille.
Voici à quoi ressemble le graphène parfait: Une monocouche d’atomes de carbone. Il s’avère que c’est super-fort, en plus d’être méga-conducteur entre autres choses.
Cette nouvelle recherche, menée par l’Université Rice et l’Université du Massachusetts, est remarquable pour être l’un des premiers exemples de test réel du graphène. Habituellement, beaucoup de recherches sur le graphène sont simulées ou théoriques ou extrapolées. Dans ce cas, les chercheurs américains ont en fait tiré de minuscules balles d’or sur des feuilles de graphène, puis ont mesuré les résultats.
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Les chercheurs ont testé entre 10 et 100 couches de graphène – entre 10 nanomètres et 100 nanomètres d’épaisseur, respectivement. Ils ont focalisé un laser sur un filament d’or, le vaporisant en une balle de projectile qui se déplaçait à 3 000 mètres par seconde — soit plus de deux fois la vitesse initiale d’un fusil à haute puissance. Lorsque les minuscules balles (de la taille d’un micromètre) ont percuté l’armure en graphène, elle a montré environ deux fois la puissance d’arrêt du Kevlar, ou environ 10 fois la puissance d’arrêt de la plaque d’acier.
Une illustration de la déformation du graphène, car il est frappé par une balle
Comme prévu, l’impact des balles a provoqué une déformation du graphène en forme de cône — puis une fissuration radiale. Ces fissures sont quelque peu problématiques, mais elles pourraient être facilement résolues avec une structure composite (une plaque de céramique, peut-être), ou simplement en utilisant plus de graphène. N’oubliez pas que le graphène est si fin et léger que vous pouvez continuer à empiler des couches indéfiniment sans encourir d’encombrement ou de masse significative; un million de couches de graphène serait de l’ordre de 1 million de nanomètres or ou 1 millimètre d’épaisseur.
Pour aller de l’avant, nous revenons encore une fois à la cheville ouvrière de la révolution imminente du graphène: produire de grandes quantités de matière, à une qualité suffisamment élevée pour des applications commerciales. En l’état actuel des choses, nous avons des processus qui peuvent produire des quantités assez importantes de graphène de faible teneur, ou de minuscules quantités de graphène de haute teneur, mais nous attendons toujours la méthode des boucles d’or qui fait tout. Et puis we et puis nous prendrons un ascenseur spatial, équipé de smartphones transparents et flexibles, avec des batteries qui durent une semaine and et une armure corporelle légère en graphène, juste au cas où quelqu’un vous tirerait dessus, ou si vous étiez touché par un débris spatial égaré. L’avenir ne semble-t-il pas grandiose ?
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