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Donner vie au papier

papier vivant graphène
Une équipe chinoise de l'université de Donghua à Shanghai a conçu un papier à base de graphène capable de bouger seul. Comme le papier, le graphène est solide mais flexible et il peut donc assez facilement être déformé, mais jusqu'à ce jour, il ne pouvait pas bouger tout seul... Tel un origami, voici que l’objet prend vie, se plie et se déplie à l’envi. Ces travaux ont été publiés dans le journal scientifique Science Advances.
 
Les matériaux à mémoire de formes existent déjà, ce que Joël de Rosnay appelle "matériau intelligent", c'est-à-dire qu'il est sensible, adaptatif et évolutif : "Il possède des fonctions qui lui permettent de se comporter comme un capteur (détecter des signaux), un actionneur (effectuer une action sur son environnement) ou parfois comme un processeur (traiter, comparer, stocker des informations). Ce matériau est capable de modifier spontanément ses propriétés physiques, par exemple sa forme, sa connectivité, sa viscoélasticité ou sa couleur, en réponse à des excitations naturelles ou provoquées venant de l'extérieur ou de l'intérieur du matériau. Par exemple des variations de température, des contraintes mécaniques, de champs électriques ou magnétiques. Le matériau va donc adapter sa réponse."
(Source : Futura-Sciences.com, 2002)
 
Nous sommes bien là dans l'univers des matériaux intelligents où des chercheurs de l’université Donghua en Chine ont élaboré un papier à base de graphène capable de bouger seul. 
Pour réaliser cet exploit, les chercheurs ont utilisé du graphène, un matériau découvert en 2004 par deux scientifiques qui ont obtenu en 2010 le prix Nobel de physique. Ceux-ci ont mis au point deux solutions de graphène différentes. Ce matériau "miracle" dispose de multiples propriétés. Il est par exemple un excellent conducteur d'électricité : les électrons circulent près de 150 fois plus rapidement sur du graphène que sur le silicium qui est aujourd'hui utilisé pour fabriquer les puces électroniques. Le graphène est par ailleurs 200 fois plus résistant et six fois plus léger que l'acier. 
 
Les chercheurs chinois ont donc pu créer un papier comportant deux couches, la première de l’oxyde de graphite, et la deuxième de la dopamine polymérisée et des molécules d’eau. Lorsqu’elle est exposée à la lumière ou à la chaleur, cette couche rétrécit. L’autre couche réagit à cette action en se courbant ou en se pliant. En utilisant un laser infrarouge avec une grande précision, les chercheurs ont pu mettre au point des petits bouts de papier capables de bouger sur commande.
Les zones du papier imbibées des deux solutions se contractent lorsqu'elles sont chauffées et reviennent à leur position d'origine lorsque la source de chaleur s'éteint. Le papier se met alors littéralement en mouvement. 
 
Cette innovation impressionnante pourrait servir, à terme, à confectionner des muscles artificiels pour les robots. Mais les chercheurs veulent désormais approfondir cette technologie en s’intéressant aux nanoparticules de graphène. Car, comparé à l'acier, le papier graphène préparé est six fois plus léger, cinq à six fois moins dense, deux fois plus dur, 10 fois plus extensible et 13 fois plus rigide au pliage", ont expliqué les chercheurs ajoutant que le matériau était aussi un "produit durable et recyclable à la fois respectueux de l'environnement et rentable". 
De par leur petite taille, ces objets microscopiques auront des propriétés encore différentes de ceux déjà mis au point par les scientifiques.
 
 
 
(Source : Science Advances- 6 Novembre 2015)