La chiralité fait référence à l'arrangement structurel des nanotubes de carbone (NTC) et a un impact significatif sur leurs propriétés.
Les NTC peuvent être soit chiraux, soit achiraux, en fonction de leur structure.
La chiralité influe sur les propriétés électroniques, mécaniques et thermiques des NTC.
5 points clés sur l'influence de la chiralité sur les nanotubes de carbone
1. Propriétés mécaniques
En termes de propriétés mécaniques, la chiralité des NTC affecte leur élasticité.
Les modules de Young axial et circonférentiel, le coefficient de Poisson et le module de cisaillement des NTC dépendent de leur chiralité et du rayon du tube.
Lorsque le rayon du tube est supérieur à 0,5 nm, ces propriétés mécaniques sont similaires à celles d'une feuille de graphite.
2. Propriétés électroniques
En ce qui concerne les propriétés électroniques, la chiralité influence la structure des bandes des NTC.
Les NTC chiraux peuvent être soit métalliques, soit semi-conducteurs, en fonction de leur chiralité.
Les NTC métalliques ont une structure de bande continue, permettant la libre circulation des électrons.
Les NTC semi-conducteurs ont une bande interdite qui détermine leur conductivité électrique.
3. Propriétés thermiques
La chiralité affecte également les propriétés thermiques des NTC.
La conductivité thermique des NTC est fortement anisotrope, ce qui signifie qu'elle varie en fonction de la direction du flux de chaleur.
Les NTC chiraux présentent des conductivités thermiques différentes dans les directions axiale et circonférentielle, ce qui peut être avantageux pour certaines applications où la gestion thermique est essentielle.
4. Synthèse
En termes de synthèse, la chiralité joue un rôle dans la croissance et la formation des NTC.
Différentes sources de carbone, telles que le méthane, l'éthylène et l'acétylène, peuvent être utilisées pour synthétiser les NTC.
Le choix de la source de carbone peut influencer la chiralité des NTC obtenus.
En outre, le taux de croissance des NTC peut être affecté par la chiralité, des taux de croissance différents ayant été observés pour les NTC synthétisés via l'éthylène par rapport à l'acétylène.
5. Impact sur l'environnement
Compte tenu de la nature écologique des NTC, il est important d'évaluer leur impact environnemental global tout au long de leur cycle de vie.
Il s'agit notamment d'évaluer les matières premières utilisées, les processus de production et l'utilisation finale.
Bien que les NTC aient des applications vertes potentielles, comme les batteries lithium-ion et d'autres technologies vertes, il est essentiel de les comparer à d'autres matériaux et méthodes de production pour s'assurer que leurs performances, leur prix et d'autres paramètres sont comparables.
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