L'année dernière, Tesla Motors Inc (TSLA TSLATesla Inc302 78-1, 08% créée avec Highstock 4. 2. 6 ) a annoncé qu'elle commencerait à produire sa propre gamme de systèmes de batteries résidentielles et commerciales ainsi que de mener des recherches scientifiques sur la technologie des batteries afin d'améliorer l'efficacité énergétique de ses voitures électriques. L'un des aspects les plus excitants de cette recherche est l'utilisation potentielle du graphène, une configuration unique d'atomes de carbone qui forme une couche bidimensionnelle comme un nid d'abeille. D'autres configurations de carbone incluent le graphite, les diamants, les boules de bucky et le charbon de bois.

Le graphène est reconnu comme un matériau «miracle», avec une force estimée à 100 fois plus forte que l'acier à une fraction du poids. Historiquement, ce matériau était très difficile et coûteux à produire, et était principalement utilisé dans des utilisations de niche dans l'industrie des semi-conducteurs. En fait, il n'a pas été isolé avant 2004. Aujourd'hui, cependant, de nouveaux moyens plus faciles de produire de grandes quantités de graphène sont testés, et la gamme d'utilisations possibles peut perturber un certain nombre de secteurs.

Batteries

Tesla fait partie d'un grand nombre de sociétés et d'universités qui étudient comment le graphène peut être utilisé pour résoudre le problème de la taille et de l'efficacité de la batterie. L'utilisation de graphène pour les cellules de la batterie peut considérablement améliorer la capacité et la vitesse de recharge et de décharge par rapport à la technologie contemporaine d'aujourd'hui, en chargeant jusqu'à 10 fois plus vite qu'une batterie lithium-ion. Le graphène peut également réduire la taille des batteries en améliorant considérablement la densité d'énergie. La combinaison d'une charge plus rapide, d'une batterie plus petite sera une énorme amélioration pour l'électronique grand public, les appareils mobiles et les véhicules électriques. (Pour les lectures connexes, voir: Nouvel investissement dans la technologie de la batterie Opportunités . )

Cellules solaires

Le graphène est non seulement utile dans l'énergie de la batterie, mais peut également améliorer l'état actuel des panneaux solaires photovoltaïques. Le reflet de certains rayons du soleil à la surface des panneaux solaires est un gros problème aujourd'hui, car les ombrer d'une manière ou d'une autre réduirait aussi la quantité d'énergie qu'ils peuvent produire. L'ajout d'une couche de graphène sert de revêtement antireflet qui permet à la majeure partie de l'énergie de la lumière de passer pour être convertie en électricité. La recherche a montré que le graphène peut réduire la réflectivité de 15 à 35%.

Transistors

Les transistors sont les portes logiques on-off qui alimentent les microprocesseurs et ont déclenché la révolution informatique. Aujourd'hui, la loi de Moore a prédit que le nombre de transistors qui peuvent tenir sur une puce doublera tous les 18 mois, et la prédication a porté ses fruits jusqu'à présent.La technologie repousse maintenant les limites du silicium en tant que substrat pour fabriquer des semi-conducteurs, ce qui signifie que la loi de Moore ne tient peut-être plus. Le graphène peut remplacer le silicium pour permettre une densité de transistor encore plus grande. Des chercheurs du MIT et d'ailleurs étudient la façon d'actualiser une micropuce à base de graphène. (Pour en savoir plus, voir aussi: Principaux domaines émergents de la technologie mobile .)

Applications médicales

Les utilisations médicales du graphène comprennent l'ingénierie tissulaire. L'impression tridimensionnelle et d'autres méthodes de croissance d'organes repose sur une matrice solide sur laquelle cultiver des cellules. Il a été démontré que l'ajout de nanoparticules de graphène à des matériaux existants améliore sa robustesse structurale.

Il a été démontré que le graphène est absorbé par des cellules spécifiques, notamment des cellules cancéreuses, ce qui en fait un vecteur potentiel pour l'administration ciblée de médicaments. Des expériences sont actuellement en cours pour voir si elle peut être utilisée pour traiter le cancer du poumon. La substance a également été montré pour améliorer la réaction en chaîne par polymérase, ou PCR, la méthode utilisée pour séquencer les génomes et identifier les gènes.

The Bottom Line

Le graphène est un mot que nous entendrons probablement de plus en plus à mesure que des chercheurs du monde entier commenceront à étudier ce matériau unique à base de carbone. Mis à part ce qui précède, il existe une multitude d'utilisations alternatives proposées pour le graphène. Ceux-ci incluent l'employer comme lubrifiant, pour détecter la lumière infrarouge, pour développer l'électronique portable, comme technologie de filtration de l'eau et comme revêtement imperméable. Dans les années à venir, encore plus de cas d'utilisation potentiels sont sûrs d'être identifiés et mis en production.