Une équipe italo-canadienne a développé un nouveau matériau avancé

Publié par Audrey-Maude Vézina

20 mai 2020

( mise à jour : 11 octobre 2020 )

Une équipe de chercheurs du Canada et de l’Italie a récemment publié un article dans la revue Nature Materials qui pourrait marquer le début d’un développement révolutionnaire dans la science des matériaux, avec un impact potentiellement important dans les domaines de l’électronique et l’optoélectronique.

L’objectif était de développer des matériaux bidimensionnels, c’est-à-dire des matériaux avec une seule couche moléculaire, similaires au graphène, mais qui possèdent des fonctionnalités supplémentaires. 

Au total, 19 auteurs de l’INRS, de McGill, de Lakehead et du Consiglio Nazionale delle Ricerche, le Conseil national de la recherche en Italie, ont collaboré à cet article.

« Ce travail représente un développement important dans la réalisation de matériaux bidimensionnels fonctionnels au-delà du graphène », souligne Mark Gallagher, professeur de physique à l’Université de Lakehead.

« J’ai trouvé particulièrement gratifiant de participer à cette collaboration, qui nous a permis de combiner notre expertise en chimie organique, en physique de la matière condensée et en science des matériaux pour atteindre nos objectifs », poursuit-il.

Dmytro Perepichka, professeur et directeur du département de chimie à l’Université McGill, indique qu’ils travaillent sur cette recherche depuis longtemps.

« Les polymères conjugués bidimensionnels structurellement reconfigurables peuvent donner une nouvelle ampleur aux applications des matériaux bidimensionnels en électronique », indique Dmytro Perepichka.

« Nous avons commencé à en rêver il y a plus de 15 ans. Ce n’est que grâce à cette collaboration à travers le pays et entre les continents que ce rêve est devenu réalité ».

Federico Rosei, professeur au Centre Énergie Matériaux Télécommunications de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) à Varennes et titulaire de la Chaire de recherche du Canada Senior en matériaux nanostructurés depuis 2016, confie que l’équipe de recherche était enthousiasmée par les résultats de cette collaboration.

« Ces résultats apportent de nouvelles connaissances sur les mécanismes des réactions de surface à un niveau de recherche de base et donnent simultanément un nouveau matériau aux propriétés exceptionnelles, dont l’existence n’avait été prédite que théoriquement jusqu’à présent », insiste le professeur Rosei.

Ces travaux ouvrent de nouvelles voies passionnantes, tant fondamentales qu’appliquées. L’intégration de ce système dans un dispositif (par exemple des transistors) pourrait conduire à des performances exceptionnelles. En plus, ces résultats favoriseront la réalisation d’autres études sur un large éventail de polymères conjugués bidimensionnels présentant différentes symétries de réseau, ce qui permettra de mieux comprendre la structure et les propriétés de ces systèmes.

L’équipe italo-canadienne a démontré la synthèse de polymères conjugués bidimensionnels à grande échelle, en caractérisant également de manière approfondie leurs propriétés électroniques. Ils ont réussi en combinant l’expertise complémentaire de chimistes organiques et de scientifiques spécialistes en physique des surfaces et en science des matériaux.

Cette recherche a été appuyée en partie par des subventions individuelles à la découverte du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), une subvention d’équipe du Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies (FRQNT), par le US Army Research Office Single Investigator Grant, et par un projet Grande Rilevanza Italie-Québec du Ministero degli Affari Esteri e della Cooperazione Internazionale (MAECI). Le professeur Rosei est également reconnaissant au Programme des chaires de recherche du Canada pour son financement et appui salarial.