Une étude réalisée par une équipe de chercheurs canadiens et italiens, récemment publiée dans Nature Materials, pourrait constituer une percée révolutionnaire dans la science des matériaux et entraîner des changements majeurs dans la manière dont les entreprises manufacturières créent des produits électroniques.

L'objectif du projet de recherche était de développer des matériaux bidimensionnels, d'une épaisseur d'une seule couche atomique, dotés de fonctionnalités supplémentaires, prolongeant ainsi les développements révolutionnaires dans la science des matériaux qui ont débuté avec la découverte du graphène en 2004.

Au total, 19 chercheurs canadiens de l'Institut national de la recherche scientifique (INRS), de l'Université McGill, de l'Université Lakehead et du Conseil national de la recherche en Italie ont collaboré à l'étude.

Ces travaux ouvrent de nouvelles voies passionnantes, tant sur le plan théorique qu'expérimental. L'intégration de ce système dans un dispositif (par exemple un transistor) peut conduire à des performances exceptionnelles. En outre, ces résultats encourageront d'autres études sur une large gamme de polymères bidimensionnels conjugués avec 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 bidimensionnels conjugués à grande échelle, en améliorant leurs propriétés électroniques. Ils ont réussi en combinant les compétences interdisciplinaires de la chimie organique et du traitement de surface.

"Ce travail représente un développement passionnant dans la réalisation de matériaux fonctionnels bidimensionnels au-delà du graphène", a déclaré Mark Gallagher, professeur de physique à l'université Lakehead.

"J'ai trouvé particulièrement gratifiant de participer à cette collaboration, qui nous a permis de combiner nos compétences en chimie organique, en physique de la matière condensée et en science des matériaux pour atteindre nos objectifs.

Dmytro Perepichka, professeur de chimie à l'université McGill, a déclaré qu'il travaillait sur cette recherche depuis longtemps.

"Les polymères conjugués bidimensionnels structurellement reconfigurables peuvent donner une nouvelle ampleur aux applications des matériaux bidimensionnels en électronique", a déclaré M. Perepichka.

"Nous avons commencé à en rêver il y a plus de 15 ans. Ce n'est que grâce à cette collaboration à quatre, à travers le pays et les continents, que ce rêve est devenu réalité."
Federico Rosei, professeur au Centre de recherche Énergie Matériaux Télécommunications de l'Institut national de la recherche scientifique (INRS) à Varennes, titulaire de la chaire canadienne de recherche sur les matériaux nanostructurés depuis 2016, s'est dit ravi des résultats de cette collaboration.

"Ces résultats apportent de nouvelles informations sur les mécanismes des réactions de surface à un niveau fondamental et produisent simultanément un nouveau matériau aux propriétés exceptionnelles, dont l'existence n'avait été prédite que théoriquement jusqu'à présent", a-t-il déclaré.

Cette recherche a été soutenue en partie par un projet majeur Italie-Québec du ministère des Affaires étrangères et de la Coopération internationale, Direction générale pour la promotion du système national, Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, Fonds québécois de la recherche sur la nature et les technologies, et par une subvention de l'armée américaine. Federico Rosei est également reconnaissant au programme des chaires de recherche du Canada pour le financement et le soutien partiel de son salaire.

Source : Bureau des relations avec les médias de McGill, Université McGill