Les nanotubes de carbone (NTC) sont synthétisés à l'aide de trois méthodes principales : l'ablation laser, la décharge à l'arc et le dépôt chimique en phase vapeur (CVD).
Les 3 méthodes expliquées
1. Ablation au laser
L'ablation laser consiste à utiliser un laser de forte puissance pour vaporiser une cible de graphite dans le vide.
Le carbone vaporisé se condense en nanotubes après refroidissement.
Cette méthode est particulièrement efficace pour produire des nanotubes de carbone monoparois (SWCNT) de haute qualité.
Cependant, elle est relativement coûteuse et n'est pas aussi évolutive que d'autres méthodes.
2. L'arc-décharge
Dans la méthode de l'arc-décharge, un courant continu passe entre deux électrodes de graphite dans une atmosphère de gaz inerte.
La chaleur intense générée par l'arc vaporise l'anode.
La vapeur de carbone qui en résulte forme des nanotubes lorsqu'elle est refroidie.
Cette technique permet de produire des nanotubes de carbone multiparois (MWCNT) et des SWCNT.
Cependant, elle aboutit souvent à un mélange d'autres matériaux carbonés.
La méthode de l'arc-décharge est relativement simple et rentable.
Mais elle peut être difficile à contrôler, ce qui entraîne une qualité irrégulière des produits.
3. Dépôt chimique en phase vapeur (CVD)
Le dépôt chimique en phase vapeur est actuellement le procédé commercial le plus courant pour la synthèse des NTC.
Il implique la décomposition d'un gaz contenant du carbone (comme le méthane ou l'éthylène) sur un catalyseur métallique à des températures élevées.
Les atomes de carbone du gaz se déposent sur les particules du catalyseur et forment des nanotubes.
La CVD permet de bien contrôler la structure et l'orientation des nanotubes.
Elle est également modulable et peut être adaptée pour utiliser une variété de matières premières, y compris des matériaux verts ou des déchets.
Chacune de ces méthodes a ses avantages et ses limites.
Le choix de la méthode dépend des exigences spécifiques de l'application, notamment de la qualité, de la quantité et du coût souhaités des NTC.
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