Une équipe de recherche italo-canadienne innove en science des matériaux

Parue récemment dans la revue Nature Materials, une étude réalisée par des chercheurs canadiens et italiens pourrait être le point de départ de progrès révolutionnaires en science des matériaux et mener à d’importantes avancées dans le domaine de l’électronique.

L’étude visait à créer des matériaux bidimensionnels, c’est-à-dire des matériaux constitués d’une seule couche moléculaire, dotés de fonctionnalités supérieures à celles du graphène, dont la découverte, en 2004, avait marqué un tournant dans le domaine de la science des matériaux.

L’article est le fruit de la collaboration de 19 auteurs de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS), de l’Université McGill, de l’Université Lakehead et du Consiglio Nazionale delle Ricerche, le conseil national de la recherche italien.

Ces travaux ouvrent de nouvelles voies prometteuses, aussi bien sur le plan théorique que sur le plan expérimental. Nous pourrions améliorer considérablement la performance d’un dispositif (un transistor, par exemple) en y intégrant ce matériau. En outre, ces résultats favoriseront l’émergence de nouvelles études sur un large éventail de polymères conjugués bidimensionnels présentant différentes symétries de réseau, qui amélioreront notre compréhension de la structure et des propriétés de ces systèmes.

L’équipe italo-canadienne est parvenue à faire la synthèse de polymères conjugués bidimensionnels à grande échelle, ainsi qu’une caractérisation de leurs propriétés électroniques. C’est en combinant les expertises complémentaires de chimistes organiques et de scientifiques spécialisés en physique des surfaces que l’équipe est parvenue à ces résultats.

« Ce travail représente une avancée importante dans la conception de matériaux bidimensionnels fonctionnels aux propriétés supérieures à celles du graphène », souligne Mark Gallagher, professeur de physique à l’Université Lakehead.

« Cette collaboration, que j’ai trouvée très gratifiante, nous a permis de mettre en commun 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 que l’équipe travaillait sur ce projet depuis longtemps.

« Les polymères conjugués bidimensionnels dotés d’une structure reconfigurable pourraient élargir l’utilisation de matériaux bidimensionnels en électronique », indique Dmytro Perepichka.

« Nous avons commencé à en rêver il y a plus de 15 ans. Sans la collaboration de ces quatre organismes canadiens et internationaux, ce rêve ne se serait jamais réalisé ».

Federico Rosei, professeur au Centre Énergie Matériaux Télécommunications de l’INRS, à Varennes, et titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les matériaux nanostructurés depuis 2016, confie que l’équipe de recherche était ravie des résultats de cette collaboration.

« Outre les nouvelles connaissances qu’ils procurent sur les mécanismes des réactions de surface sur le plan fondamental, ces résultats nous donnent également un tout nouveau matériau aux propriétés exceptionnelles qui n’étaient jusqu’alors que théoriques », ajoute le P^r Rosei.