Les nanotubes de carbone (NTC) sont considérés comme supérieurs au graphène à plusieurs égards, en raison de leurs propriétés uniques et de leurs méthodes de production plus respectueuses de l'environnement. Voici une explication détaillée :
1. Impact sur l'environnement:
- Nanotubes de carbone: Il a été démontré que les nanotubes de carbone libèrent moins de nanoparticules dans des applications telles que le renforcement des pneus, ce qui constitue un avantage environnemental significatif par rapport à d'autres additifs à base de carbone tels que le noir de carbone. En outre, les méthodes de production des NTC, telles que le PECVD (dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma), sont généralement plus efficaces sur le plan énergétique et moins gourmandes en eau que les méthodes de production du graphène.
- Le graphène: La production de graphène, en particulier les méthodes "descendantes" comme celle de Hummer, implique une forte consommation d'énergie, une utilisation importante d'eau et l'utilisation de produits chimiques agressifs, ce qui pose des problèmes environnementaux.
2. Résistance mécanique et polyvalence:
- Nanotubes de carbone: Les NTC présentent une résistance mécanique exceptionnelle, souvent supérieure à celle de l'acier ou d'autres fibres industrielles. Cette résistance les rend idéaux pour une large gamme d'applications, notamment les matériaux structurels, les équipements sportifs, les composants aérospatiaux et les pièces automobiles. Leur capacité à former des NTC alignés verticalement (VACNT) ouvre également de nouvelles possibilités pour exploiter leur anisotropie inhérente.
- Le graphène: Bien que le graphène soit connu pour sa résistance exceptionnelle, son application en vrac est limitée par sa nature bidimensionnelle et les défis associés à la transposition de cette résistance de l'échelle nanométrique à des échelles plus grandes.
3. Marché et potentiel d'application:
- Nanotubes de carbone: Le marché des NTC est en expansion, en raison de leur polyvalence et du développement de produits macro-NTC tels que les feuilles, les voiles et les fils. Ces produits surmontent les difficultés techniques liées à la transposition des propriétés à l'échelle nanométrique à des échelles plus grandes et donnent des résultats prometteurs dans diverses applications.
- Le graphène: Le graphène est confronté à la concurrence d'autres matériaux conducteurs à base de carbone et se heurte à des problèmes d'extensibilité dans les applications pratiques. L'adoption du graphène est également entravée par la nécessité d'une combinaison de propriétés qui ne sont pas toujours satisfaites par les méthodes de production actuelles.
4. Propriétés thermiques:
- Nanotubes de carbone: Les NTC, comme le graphite, présentent la propriété inhabituelle de devenir plus résistants lorsqu'ils sont chauffés à des températures élevées. Cette caractéristique est bénéfique pour les applications à haute température et permet des conceptions plus robustes avec moins de systèmes de support.
- Graphène: Le graphène possède également d'excellentes propriétés thermiques, mais les difficultés liées à sa manipulation et à son intégration dans des applications pratiques limitent ses avantages thermiques dans des scénarios réels.
En conclusion, si les nanotubes de carbone et le graphène sont tous deux des matériaux révolutionnaires aux propriétés uniques, les nanotubes de carbone présentent actuellement plusieurs avantages en termes d'impact sur l'environnement, de résistance mécanique, de potentiel commercial et de propriétés thermiques. Ces facteurs font des nanotubes de carbone un meilleur choix que le graphène pour de nombreuses applications avancées.
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