Les nanotubes de carbone (NTC) peuvent être synthétisés à l'aide de différentes méthodes, notamment l'évaporation laser, le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD). La méthode d'évaporation par laser implique l'utilisation d'un laser de forte puissance pour vaporiser une cible de carbone, généralement mélangée à un catalyseur, dans un four à haute température. Le carbone vaporisé se condense ensuite pour former des nanotubes. Cette méthode est connue pour produire des nanotubes de carbone monoparois (SWCNT) de haute qualité aux propriétés contrôlables.
Synthèse par évaporation laser :
Dans la méthode d'évaporation par laser, un laser pulsé, tel qu'un laser CO2 ou Nd:YAG, est utilisé pour chauffer une cible de graphite contenant une petite quantité de catalyseur métallique (par exemple, du fer, du cobalt ou du nickel) dans un four à quartz à des températures de l'ordre de 1200°C à 1400°C. L'énergie intense du laser vaporise les particules de graphite et de catalyseur, qui se recombinent et se condensent dans les zones plus froides du four pour former des nanotubes de carbone. Cette méthode permet de produire des SWCNT de haute pureté avec des diamètres et des longueurs relativement uniformes, ce qui les rend adaptés à diverses applications.Propriétés des nanotubes de carbone :
- Les nanotubes de carbone présentent des propriétés exceptionnelles en raison de leur structure unique. Ils sont composés de feuilles de graphène enroulées, ce qui leur confère une résistance mécanique, une conductivité électrique et une conductivité thermique extraordinaires. Les NTC sont plus résistants que l'acier et plus légers que l'aluminium, avec des conductivités électriques qui peuvent rivaliser avec le cuivre. Leur conductivité thermique est également très élevée, comparable à celle du diamant. Ces propriétés font des nanotubes de carbone des matériaux idéaux pour un large éventail d'applications.Applications des nanotubes de carbone :
- Matériaux structurels : En raison de leur grande résistance et de leur légèreté, les NTC sont utilisés dans les composites pour améliorer les propriétés mécaniques des matériaux utilisés dans l'aérospatiale, l'automobile et les équipements sportifs.
- Électronique : Les NTC peuvent être utilisés comme semi-conducteurs dans les appareils électroniques, y compris les transistors, en raison de leur bande interdite contrôlable et de la mobilité élevée des porteurs.
- Stockage de l'énergie : Les NTC sont utilisés dans les batteries et les supercondensateurs pour améliorer la capacité de stockage de l'énergie et les taux de charge/décharge.
- Applications biomédicales : Les NTC peuvent être fonctionnalisés pour être utilisés dans l'administration de médicaments, l'ingénierie tissulaire et les biocapteurs.
Émission de champ : Les NTC sont utilisés dans les écrans à émission de champ (FED) et les sources d'électrons en raison de leurs excellentes propriétés d'émission de champ.
Conclusion :
