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, évoquent un port encombré de bancs de sable : les ions lithium soit s'échouent, soit filent sans s'arrêter. Mais une rotation de 9,43° trace un chenal idéal. Les navires-ions s'amarent solidement aux « quais » de carbone puis repartent aussitôt, sans perdre de vitesse.
La force motrice est l'entropie — l'éternelle tendance au désordre — qui pousse les ions à s'étaler, comme l'eau sur une table. Le principe de la rotation des réseaux a été appliqué par Leo Esaki aux semi-conducteurs, et désormais l'apprentissage automatique trouve des « passes » sûres dans les structures moléculaires sans longs calculs, tel un pilote sur sa carte.
Un angle de 1,1° rend le graphène supraconducteur, et 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.