GraphèneLe graphène est un matériau bidimensionnel cristallin, forme allotropique du carbone dont l'empilement constitue le graphite. Cette définition théorique est donnée par le physicien en 1947. Par la suite, le travail de différents groupes de recherche permettra de se rendre compte que la structure du graphène tout comme ses propriétés ne sont pas uniques et dépendent de sa synthèse/extraction (détaillée dans la section Production).
FullerèneUn fullerène est une molécule composée de carbone pouvant prendre une forme géométrique rappelant celle d'une sphère, d'un ellipsoïde, d'un tube (appelé nanotube) ou d'un anneau. Les fullerènes sont similaires au graphite, composé de feuilles d'anneaux hexagonaux liés, mais contenant des anneaux pentagonaux et parfois heptagonaux, ce qui empêche la feuille d'être plate. Les fullerènes sont la troisième forme connue du carbone. Les fullerènes ont été découverts en 1985 par Harold Kroto, Robert Curl et Richard Smalley, ce qui leur valut le prix Nobel de chimie en 1996.
CarboneLe carbone est l'élément chimique de et de Il possède trois isotopes naturels : C et C qui sont stables ; C qui est radioactif de demi-vie ce qui permet de dater des éléments utilisant du carbone pour leur structure. Le carbone est l'élément le plus léger du groupe 14 du tableau périodique. Le corps simple carbone présente plusieurs formes allotropiques dont principalement le graphite et le diamant. L'élément carbone forme divers composés inorganiques comme le dioxyde de carbone , et une grande variété de composés organiques et de polymères.
Bilayer grapheneBilayer graphene is a material consisting of two layers of graphene. One of the first reports of bilayer graphene was in the seminal 2004 Science paper by Geim and colleagues, in which they described devices "which contained just one, two, or three atomic layers" Bilayer graphene can exist in the AB, or Bernal-stacked form, where half of the atoms lie directly over the center of a hexagon in the lower graphene sheet, and half of the atoms lie over an atom, or, less commonly, in the AA form, in which the layers are exactly aligned.
Allotropie du carbonethumb|333px|upright=1.4|Huit formes allotropiques du carbone. a) diamant, b) graphite, c) lonsdaléite, d) e) f) g) carbone amorphe h) nanotube. Les formes allotropiques du carbone présentes naturellement à l'état solide sur Terre sont le carbone amorphe et trois formes cristallisées, le graphite, le diamant et la lonsdaléite. D'autres ont d'abord été synthétisées, tels les fullerènes (dont l'archétype ), les nanotubes de carbone, le carbone vitreux et la nanomousse, mais on a découvert ensuite que de petites quantités de fullerènes et de nanotubes se formaient naturellement lors de combustions incomplètes.
Graphene nanoribbonGraphene nanoribbons (GNRs, also called nano-graphene ribbons or nano-graphite ribbons) are strips of graphene with width less than 100 nm. Graphene ribbons were introduced as a theoretical model by Mitsutaka Fujita and coauthors to examine the edge and nanoscale size effect in graphene. Large quantities of width-controlled GNRs can be produced via graphite nanotomy, where applying a sharp diamond knife on graphite produces graphite nanoblocks, which can then be exfoliated to produce GNRs as shown by Vikas Berry.
BuckminsterfullerèneLe buckminsterfullerène ou fullerène de Buckminster, parfois également appelé footballène est une molécule sphérique en C60 de la famille des fullerènes C2n, structures fermées composées de (2n-20)/2 hexagones et de 12 pentagones. C'est la plus petite du groupe, dont les atomes sont aux sommets d'un icosaèdre tronqué, i.e. forment la même structure qu'un ballon de football. C'est également le fullerène le plus fréquent.
Potential applications of graphenePotential graphene applications include lightweight, thin, and flexible electric/photonics circuits, solar cells, and various medical, chemical and industrial processes enhanced or enabled by the use of new graphene materials. In 2008, graphene produced by exfoliation was one of the most expensive materials on Earth, with a sample the area of a cross section of a human hair costing more than 1,000asofApril2008(about100,000,000/cm2). Since then, exfoliation procedures have been scaled up, and now companies sell graphene in large quantities. Nanotube de carbonethumb|Représentation d'un nanotube de carbone. (cliquer pour voir l'animation tridimensionnelle). thumb|Un nanotube de carbone monofeuillet. thumb|Extrémité d'un nanotube, vue au microscope électronique. Les nanotubes de carbone (en anglais, carbon nanotube ou CNT) sont une forme allotropique du carbone appartenant à la famille des fullerènes. Ils sont composés d'un ou plusieurs feuillets d'atomes de carbone enroulés sur eux-mêmes formant un tube. Le tube peut être fermé ou non à ses extrémités par une demi-sphère.
DiamantLe diamant (//) est l'allotrope de haute pression du carbone, métastable à basses température et pression. Moins stable que le graphite et la lonsdaléite qui sont les deux autres formes de cristallisation du carbone, sa renommée en tant que minéral lui vient de ses propriétés physiques et des fortes liaisons covalentes entre ses atomes arrangés selon un système cristallin cubique. En particulier, le diamant est le matériau naturel le plus dur (avec l'indice maximal (10) sur l'échelle de Mohs) et il possède une très forte conductivité thermique.
EndofullerèneUn endofullerène est un fullerène possédant des atomes, des ions ou des agrégats atomiques supplémentaires enfermés à l'intérieur de sa structure, au contraire des exofullerènes. Les premiers endofullerènes ont été synthétisés en 1985. Les endofullerènes métalliques peuvent être synthétisés par ablation laser d'une cible de graphite et d'oxyde métallique. Cependant, cette voie reste chère et peu productive.
Groupe 14 du tableau périodiqueLe groupe 14 du tableau périodique, autrefois appelé groupe B dans l'ancien système IUPAC utilisé en Europe et groupe A dans le système CAS nord-américain, contient les éléments chimiques de la , ou groupe, du tableau périodique des éléments : {| class="wikitable" style="text-align:left" |- ! Période ! colspan="2" | Élément chimique ! Z ! Famille d'éléments ! Configuration électronique |- | style="text-align:center" | 2 ! C | Carbone | style="text-align:right" | 6 | Non-métal | |- | style="text-align:center"
Essai de compressionUn essai de compression mesure la résistance à la compression d'un matériau sur une machine d'essais mécaniques suivant un protocole normalisé. Les essais de compression se font souvent sur le même appareil que l'essai de traction mais en appliquant la charge en compression au lieu de l'appliquer en traction. Pendant l'essai de compression, l'échantillon se raccourcit et s'élargit. La déformation relative est « négative » en ce sens que la longueur de l'échantillon diminue.
Diamond cutA diamond cut is a style or design guide used when shaping a diamond for polishing such as the brilliant cut. Cut does not refer to shape (pear, oval), but the symmetry, proportioning and polish of a diamond. The cut of a diamond greatly affects a diamond's brilliance — a poorly-cut diamond is less luminous. In order to best use a diamond gemstone's material properties, a number of different diamond cuts have been developed. A diamond cut constitutes a more or less symmetrical arrangement of facets, which together modify the shape and appearance of a diamond crystal.
Potential applications of carbon nanotubesCarbon nanotubes (CNTs) are cylinders of one or more layers of graphene (lattice). Diameters of single-walled carbon nanotubes (SWNTs) and multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) are typically 0.8 to 2 nm and 5 to 20 nm, respectively, although MWNT diameters can exceed 100 nm. CNT lengths range from less than 100 nm to 0.5 m. Individual CNT walls can be metallic or semiconducting depending on the orientation of the lattice with respect to the tube axis, which is called chirality.
Dureté (matériau)La dureté d'un matériau est définie comme la résistance mécanique qu'un matériau oppose à la pénétration. Pour mesurer la dureté d'un matériau, un pénétrateur de faible déformabilité (cône ou sphère en diamant, carbure de tungstène lié au cobalt ou acier extra-dur) est enfoncé à la surface du matériau à tester avec une force connue pendant un temps donné. Plus l'empreinte laissée est petite, plus le matériau est dur. La dureté se mesure sur différentes échelles selon le type de matériau considéré.
Diamond simulantA diamond simulant, diamond imitation or imitation diamond is an object or material with gemological characteristics similar to those of a diamond. Simulants are distinct from synthetic diamonds, which are actual diamonds exhibiting the same material properties as natural diamonds. Enhanced diamonds are also excluded from this definition. A diamond simulant may be artificial, natural, or in some cases a combination thereof.
Ultimate tensile strengthUltimate tensile strength (also called UTS, tensile strength, TS, ultimate strength or in notation) is the maximum stress that a material can withstand while being stretched or pulled before breaking. In brittle materials the ultimate tensile strength is close to the yield point, whereas in ductile materials the ultimate tensile strength can be higher. The ultimate tensile strength is usually found by performing a tensile test and recording the engineering stress versus strain.
Diamant synthétiqueUn diamant synthétique (aussi appelé diamant de synthèse, diamant de laboratoire ou diamant de culture) est produit en utilisant différentes techniques physiques et chimiques, visant à reproduire la structure des diamants naturels. Ces diamants de synthèse sont utilisés dans l'industrie et peuvent être de qualité variable. Selon plusieurs sources, le marché des diamants synthétiques est en expansion notamment dans les domaines de la joaillerie, de l'électronique et des hautes technologies, qui exigent une qualité et une pureté élevées.
Carbone acétylénique linéaireLe carbone acétylénique linéaire, également appelé carbyne, serait un allotrope du carbone constitué de chaînes linéaires . Dans ce type de structure, les atomes de carbone présentent une géométrie linéaire avec une hybridation sp. De tels matériaux présentent un intérêt considérable en nanotechnologie dans la mesure où leur module de Young est environ supérieur à celui du diamant. Leur existence même en tant qu'allotrope distinct du carbone est discutée, tant leurs propriétés et leurs méthodes de synthèse se rapprochent de celles des fullerènes.
