Les nanotubes de carbone (NTC) sont confrontés à plusieurs défis importants qu'il est crucial de relever si l'on veut qu'ils soient largement adoptés et utilisés dans diverses industries.
Les 4 principaux défis des nanotubes de carbone
1. Échelle de production
L'un des principaux défis liés à l'utilisation des nanotubes de carbone est la capacité à les produire à grande échelle.
La méthode de dépôt chimique en phase vapeur (CVD), bien qu'efficace, nécessite un contrôle précis de divers paramètres pour garantir la qualité et le rendement des nanotubes de carbone.
Le processus de synthèse comprend des étapes et des conditions complexes, qu'il peut être difficile de reproduire de manière cohérente à grande échelle.
Ce problème d'évolutivité affecte le coût et la disponibilité des NTC, ce qui, à son tour, a une incidence sur l'élargissement de leur application et leur pénétration sur le marché.
2. Impact sur l'environnement
En ce qui concerne l'impact sur l'environnement, les NTC sont souvent comparés à d'autres matériaux tels que le noir de carbone et le graphène.
Si les émissions de CO2 par kilogramme des NTC sont généralement inférieures à celles du noir de carbone, les méthodes de production du graphène et des NTC posent leurs propres problèmes environnementaux.
Par exemple, les méthodes de production de graphène telles que celle de Hummer sont gourmandes en énergie et nécessitent de grandes quantités d'eau et de produits chimiques agressifs.
L'empreinte environnementale de la production de NTC, y compris la consommation d'énergie et la production de déchets, doit être réduite au minimum pour améliorer leur durabilité.
3. Intégration dans les applications pratiques
La transposition des propriétés bénéfiques des NTC de l'échelle nanométrique à des produits à grande échelle tels que des feuilles, des voiles ou des fils présente des défis techniques importants.
L'anisotropie inhérente aux NTC, en particulier aux NTC alignés verticalement (VACNT), offre des possibilités uniques mais complique également leur intégration dans divers matériaux et produits.
Il est essentiel de garantir une dispersion uniforme et de maintenir les propriétés des NTC dans les matériaux composites pour pouvoir les utiliser efficacement dans des applications telles que les batteries lithium-ion, les polymères conducteurs et les composites renforcés.
4. Concurrence et potentiel de marché
Les NTC sont confrontés à la concurrence d'autres matériaux conducteurs à base de carbone, tels que la fibre de carbone hachée, le noir de carbone et le graphène.
L'adoption des NTC dans diverses applications dépend non seulement de leurs propriétés uniques, mais aussi de leur rentabilité et de leurs performances par rapport aux matériaux existants.
L'exploration de chiffres de mérite non traditionnels et la compréhension de l'évolution de la dynamique du marché sont essentielles pour identifier les domaines de croissance potentiels des NTC.
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