Le graphène existe sous plusieurs formes, notamment le graphène exfolié, l'oxyde de graphène réduit et le graphène cultivé par dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Chaque forme possède des propriétés et des applications uniques, le graphène cultivé par dépôt chimique en phase vapeur étant particulièrement apprécié pour son évolutivité et son uniformité dans les environnements industriels.
Graphène exfolié et oxyde de graphène réduit :
Ces formes de graphène sont généralement produites par une approche "descendante", à partir du graphite. Le graphène exfolié implique la séparation mécanique des couches de graphène du graphite, tandis que l'oxyde de graphène réduit part de l'oxyde de graphène, qui est ensuite réduit chimiquement pour restaurer sa conductivité. Tous deux sont utilisés sous forme de poudre et font partie intégrante d'applications telles que les revêtements, les plastiques et les composites. Toutefois, ils présentent souvent une conductivité inférieure à celle du graphène obtenu par dépôt chimique en phase vapeur et sont confrontés à des problèmes de production à grande échelle et d'uniformité.Graphène obtenu par dépôt chimique en phase vapeur :
Le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) est une méthode ascendante qui consiste à faire croître le graphène directement sur un substrat, généralement métallique. Ce procédé permet une production évolutive sur de grandes surfaces, avec une épaisseur uniforme et d'excellentes propriétés, ce qui le rend idéal pour des applications haut de gamme telles que l'électronique. Le graphène CVD en est actuellement aux premiers stades d'adoption par le marché et devrait connaître une croissance significative.
Autres matériaux 2D :
Outre le graphène, la recherche s'intéresse beaucoup à d'autres matériaux 2D tels que le nitrure de bore et les dichalcogénures de métaux de transition (TMD), qui offrent des propriétés uniques telles que des caractéristiques diélectriques et des bandes interdites accordables. Ces matériaux devraient être empilables comme des "Legos atomiques", ce qui pourrait ouvrir de nouvelles voies dans le domaine de la science et de la technologie des matériaux.Les défis de la production de graphène :
Malgré les progrès réalisés, il reste des défis à relever pour contrôler les défauts et les couches dans la production de graphène. Les défauts tels que les vides, les rides et les groupes fonctionnels peuvent affecter les propriétés et les applications du graphène. En outre, l'obtention d'un nombre uniforme de couches et d'un ordre d'empilement contrôlé, en particulier pour le graphène multicouche, reste un domaine de recherche en développement.
