Comment la rotation des couches de graphène améliore les batteries express
Deux feuilles de graphène — un film de carbone d'un atome d'épaisseur — sans rotation, ressemblent à un port encombré de bancs de sable : les ions lithium soit s'échouent, soit passent en trombe sans s'arrêter. Mais une rotation de 9,43° trace un chenal idéal. Les navires-ion s'amarent solidement aux « quais » de carbone et repartent aussitôt, sans perdre de vitesse.
La force motrice est l'entropie — la tendance éternelle au désordre — qui pousse les ions à se répandre comme l'eau sur une table. Le principe de la rotation des réseaux a été appliqué aux semi-conducteurs par Leo Esaki, et désormais l'apprentissage automatique trouve des « passes » sûres dans les structures moléculaires sans longs calculs, comme un pilote qui lit une carte.
Un angle de 1,1° rend le graphène supraconducteur, tandis qu'un angle de 9,43° en fait un tunnel rapide pour les ions lithium. Un même matériau, des rotations différentes — et des merveilles si dissemblables.
Les auteurs de science-fiction rêvaient d'un matériau dont les propriétés dépendent de la torsion ; le graphène torsadé est la première hirondelle de ce rêve.