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Le graphène s'est imposé comme l'un des nanomatériaux les plus prometteurs en raison de la combinaison unique de propriétés exceptionnelles qu'il présente : il est non seulement le matériau le plus fin, mais aussi l'un des plus solides ; il conduit la chaleur mieux que tous les autres matériaux ; il est un excellent conducteur d'électricité; il est optiquement transparent, tout en étant si dense qu'il est imperméable aux gaz - même l'hélium, le plus petit atome de gaz, ne peut le traverser.Le graphène est le nom d'une feuille monocouche d'atomes de carbone liés entre eux selon un motif répétitif d'hexagones. Cette feuille n'a qu'un seul atome d'épaisseur. Les monocouches de graphène empilées les unes sur les autres forment le graphite. Comme un atome de carbone typique a un diamètre d'environ 0,33 nanomètre, il y a environ 3 millions de couches de graphène dans une feuille de graphite de 1 mm d'épaisseur. En termes scientifiques: Les caractéristiques extraordinaires du graphène proviennent des orbitales 2p, qui forment les bandes de l'état pi qui se délocalisent sur la feuille de carbones qui constituent le graphène. Plus dur que le diamant mais plus élastique que le caoutchouc; plus résistant que l'acier mais plus léger que l'aluminium.