Nanotubes de carbonesont des choses incroyables. Ils peuvent être plus forts que l'acier tout en étant plus minces qu'un cheveux humains.

Ils sont également très stables, légers et ont des propriétés électriques, thermiques et mécaniques incroyables. Pour cette raison, ils détiennent le potentiel de développement de nombreux matériaux futurs intéressants.

Ils peuvent également détenir la clé pour construire les matériaux et les structures du futur, tels que les ascenseurs spatiaux.

Ici, nous explorons ce qu'ils sont, comment ils sont faits et quelles applications ils ont tendance à avoir. Ce n'est pas destiné à être un guide exhaustif et est uniquement destiné à être utilisé comme un aperçu rapide.

Que sontnanotubes de carboneEt leurs propriétés?

Les nanotubes de carbone (CNT pour faire court), comme son nom l'indique, sont des structures cylindriques minuscules en carbone. Mais pas n'importe quel carbone, les CNT sont constitués de feuilles enroulées d'une seule couche de molécules de carbone appelé graphène.

Ils ont tendance à venir sous deux formes principales:

1. Nanotubes de carbone à parois à parois(SWCNTS) - Ceux-ci ont tendance à avoir un diamètre inférieur à 1 nm.

2. Nanotubes de carbone multi-muraux(MWCNTS) - Il s'agit de plusieurs nanotubes à liaison concentrique et ont tendance à avoir des diamètres qui peuvent atteindre plus de 100 nm.

Dans les deux cas, les CNT peuvent avoir des longueurs variables entre plusieurs micromètres aux centimètres.

Comme les tubes sont exclusivement construits à partir de graphène, ils partagent bon nombre de ses propriétés intéressantes. Les NTC, par exemple, sont liés aux liaisons SP2 - elles sont extrêmement fortes au niveau moléculaire.

Les nanotubes de carbone ont également tendance à se coincer via les forces de van der Waals. Cela leur offre une forte résistance et un faible poids. Ils ont également tendance à être des matériaux très électriquement conducteurs et thermiquement conducteurs.

"Les murs de CNT individuels peuvent être métalliques ou semi-conducteurs en fonction de l'orientation du réseau par rapport à l'axe du tube, qui est appelé chiralité."

Les nanotubes de carbone ont également d'autres propriétés thermiques et mécaniques incroyables qui les rendent attrayantes pour développer de nouveaux matériaux.

Que font les nanotubes de carbone?

Comme nous l'avons déjà vu, les nanotubes de carbone ont des propriétés très inhabituelles. Pour cette raison, les CNT ont de nombreuses applications intéressantes et variées.

En fait, en 2013, selon Wikipedia via Science Direct, la production de nanotubes de carbone a dépassé plusieurs milliers de tonnes par an. Ces nanotubes ont de nombreuses applications, y compris l'utilisation dans:

• Solutions de stockage d'énergie
• Modélisation des appareils
• Structures composites
• Pièces automobiles, y compris potentiellement dans les voitures à pile à combustible à hydrogène
• Coques
• Produits de sport
• Filtres à eau
• Electronique à couches minces
• Revêtements
• Actionneurs
• Blindage électromagnétique
• Textiles
• Applications biomédicales, y compris l'ingénierie tissulaire des os et des muscles, la livraison chimique, les biocapteurs et plus

Que sontNanotubes de carbone multi-muraux?

Comme nous l'avons déjà vu, les nanotubes de carbone multi-paroisites sont les nanotubes fabriqués à partir de plusieurs nanotubes concentriques interconnectés. Ils ont tendance à avoir des diamètres qui peuvent atteindre plus de 100 nm.

Ils peuvent atteindre plus de centimètres de longueur et ont tendance à avoir des ratios d'aspect qui varient entre 10 et 10 millions.

Les nanotubes à parois multiples peuvent contenir entre 6 et 25 murs concentriques ou plus.

Les MWCNT ont d'excellentes propriétés qui peuvent être exploitées dans un grand nombre d'applications commerciales. Ceux-ci incluent:

• Électrique: les MWNT sont hautement conducteurs lorsqu'ils sont correctement intégrés dans une structure composite. Il convient de noter que la paroi extérieure à elle seule mène, les murs intérieurs ne contribuent pas à la conductivité.
• Morphologie: les MWNT ont un rapport d'aspect élevé, avec des longueurs généralement plus de 100 fois le diamètre, et dans certains cas beaucoup plus élevés. Leur performance et leur application sont basées non seulement sur le rapport d'aspect, mais aussi sur le degré d'enchevêtrement et la rectitude des tubes, qui à son tour est fonction du degré et de la dimension des défauts dans les tubes.
• Physique: sans défaut, individuel, les MWNT ont une excellente résistance à la traction et lorsqu'ils sont intégrés dans un composite, comme un composé thermoplastique ou thermodurcissable, peuvent augmenter considérablement sa résistance.