Exfoliation mécanique : le procédé
Cette méthode a été décrite pour la première fois en 2008 afin de répondre aux besoins d’une méthode de production de graphène transposable à l’échelle industrielle.
Cette méthode top-down nécessite une énergie mécanique pour exfolier le graphite. Le plus souvent, des techniques telles que la sonication ou le mélange à haut cisaillement sont utilisées.
Pour obtenir des dispersions stables, il est nécessaire d’y ajouter un solvant ou un surfactant spécifique.
Avantages et inconvénients
Selon les procédés, l’exfoliation mécanique n’apporte que que très peu de défauts au graphène, lui permettant de conserver sa structure et ses propriétés électriques ou thermiques.
Néanmoins, cette méthode de production entraine généralement une importante distribution des feuillets de graphène en termes de taille et d’épaisseur.
Par ailleurs, le graphène étant par nature hydrophobe, il aura tendance à se réagréger après dispersion dans un solvant. Les surfactants ou fonctionnalisations choisies jouent donc un rôle prépondérant sur la stabilité et les propriétés finales de la dispersion. Cependant, les tensioactifs ou solvants utilisés peuvent détériorer les propriétés du graphène.
Que retenir du procédé d’exfoliation mécanique ?
Bien que cette méthode de production soit assez simple à mettre en œuvre, la qualité et la pureté du graphène exfolié peuvent ne pas être suffisantes pour des applications spécifiques.