Les nanotubes de carbone à paroi simple (SWCNT) sont un type de nanotube de carbone constitué d'une seule couche d'atomes de carbone disposés dans un réseau hexagonal enroulé dans un cylindre sans soudure.
Le diamètre des SWCNT est généralement compris entre 0,7 et 2 nanomètres.
Leur longueur peut atteindre plusieurs micromètres, voire centimètres.
5 points clés expliqués
1. Structure dérivée du graphène
La structure des SWCNT est dérivée du graphène, une couche unique d'atomes de carbone disposés dans un réseau bidimensionnel en nid d'abeille.
Pour former un SWCNT, cette feuille de graphène est enroulée en un tube, les bords de la feuille se rejoignant pour former les extrémités du tube.
2. Vecteur chiral (C h)
Le vecteur chiral (C h) définit la manière dont la feuille de graphène est enroulée pour former le nanotube.
Il est représenté parC h = na 1 + ma 2, oùa 1 eta 2 sont les vecteurs unitaires du réseau de graphène, et n et m sont des nombres entiers.
La paire (n, m) définit de manière unique un SWCNT spécifique.
3. Angle chiral (θ)
L'angle chiral (θ) est l'angle entre l'axe du tube et la direction zigzag du réseau de graphène.
Les SWCNT en zigzag ont un angle chiral de 0°.
Les SWCNT en fauteuil ont un angle chiral de 30°.
Tous les autres SWCNT sont dits chiraux avec des angles chiraux compris entre 0° et 30°.
4. Propriétés et applications
La structure unique des SWCNT leur confère des propriétés exceptionnelles, notamment une grande résistance à la traction, une excellente conductivité électrique et une conductivité thermique élevée.
Ces propriétés font que les SWCNT conviennent à une variété d'applications, telles que l'électronique (transistors, capteurs), les composites (renforcement des matériaux) et le stockage de l'énergie (batteries et supercondensateurs).
5. Techniques de synthèse
Les SWCNT sont généralement synthétisés à l'aide de techniques telles que le dépôt chimique en phase vapeur (CVD).
Il s'agit de la décomposition d'un gaz contenant du carbone à des températures élevées sur la surface d'un catalyseur.
Les paramètres du processus, tels que la température, la pression et les débits de gaz, influencent considérablement la qualité et le rendement des SWCNT produits.
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