Les nanotubes de carbone (CNT) sont des allotropes de carbone en forme de nid d'abeille cylindrique d'un diam\u00e8tre nanom\u00e9trique. <\/p>\n\n\n\n
Les CNT pr\u00e9sentent de nombreuses propri\u00e9t\u00e9s, comme la r\u00e9sistance m\u00e9canique, l'\u00e9lasticit\u00e9, la l\u00e9g\u00e8ret\u00e9, la conductivit\u00e9 \u00e9lectrique et thermique, qui en font le mat\u00e9riau le plus prometteur. <\/p>\n\n\n\n
De nombreuses industries, dont l'\u00e9lectronique, la m\u00e9decine, le stockage d'\u00e9nergie, les capteurs, etc. utilisent les NTC en grand nombre. La demande croissante a mis une pression constante sur l'augmentation de la fabrication des NTC. <\/p>\n\n\n\n
Cette production \u00e0 grande \u00e9chelle de NTC est devenue le principal d\u00e9fi qui entrave leurs applications. <\/p>\n\n\n\n
Relever le d\u00e9fi :<\/p>\n\n\n\n
En g\u00e9n\u00e9ral, les scientifiques pr\u00e9f\u00e8rent faire pousser des for\u00eats de NTC plut\u00f4t que de les faire pousser individuellement. Les for\u00eats de NTC sont des r\u00e9seaux de NTC align\u00e9s verticalement qui sont auto-assembl\u00e9s. <\/p>\n\n\n\n
Cette op\u00e9ration est g\u00e9n\u00e9ralement r\u00e9alis\u00e9e par le biais d'un processus de d\u00e9p\u00f4t chimique en phase vapeur en pr\u00e9sence d'un catalyseur fixe sur un substrat qui est ensuite s\u00e9par\u00e9 de la for\u00eat de NTC afin d'obtenir un mat\u00e9riau de grande puret\u00e9. <\/p>\n\n\n\n
Bien que ce proc\u00e9d\u00e9 pr\u00e9sente de nombreux avantages, le seul probl\u00e8me majeur rencontr\u00e9 est sa longueur. <\/p>\n\n\n\n
Jusqu'\u00e0 pr\u00e9sent, les chercheurs ont r\u00e9ussi \u00e0 faire cro\u00eetre la for\u00eat de NTC jusqu'\u00e0 2 cm en utilisant des catalyseurs comme le fer (Fe) sur un support d'oxyde d'aluminium (Al2O3) (la longueur des NTC joue un r\u00f4le essentiel dans leurs propri\u00e9t\u00e9s, il est donc n\u00e9cessaire de prendre en compte cet aspect). <\/p>\n\n\n\n
Cela affecte sa valeur industrielle en limitant l'offre et en augmentant le co\u00fbt du mat\u00e9riau. <\/p>\n\n\n\n
Il y a eu une d\u00e9couverte r\u00e9volutionnaire qui a totalement chang\u00e9 la donne. <\/p>\n\n\n\n
R\u00e9cemment, une \u00e9quipe de scientifiques du Japon a enregistr\u00e9 la longueur d'une for\u00eat de NTC jusqu'\u00e0 14 cm gr\u00e2ce \u00e0 une nouvelle approche. Leur \u00e9tude a \u00e9t\u00e9 publi\u00e9e r\u00e9cemment dans Carbon. <\/p>\n\n\n\n
Hisashi Sugime, professeur adjoint \u00e0 l'universit\u00e9 de Waseda, et son \u00e9quipe ont d\u00e9couvert que les NTC avaient cess\u00e9 de cro\u00eetre en raison du changement structurel progressif du catalyseur (Fe-Al2Ox) utilis\u00e9 pr\u00e9c\u00e9demment. <\/p>\n\n\n\n
En principe, la densit\u00e9 des NTC, qui d\u00e9pend du nombre de catalyseurs actifs, est insuffisante pour maintenir une structure autoportante, la croissance de la for\u00eat s'arr\u00eate. <\/p>\n\n\n\n
Le catalyseur utilis\u00e9 doit donc rester structurellement et chimiquement stable. <\/p>\n\n\n\n
Leur approche a consist\u00e9 \u00e0 modifier la technique pour supprimer cette instabilit\u00e9. <\/p>\n\n\n\n
Ils y sont parvenus en ajoutant la couche de gadolinium (Gd) au catalyseur pr\u00e9c\u00e9dent recouvert d'un substrat de silicium de type n. <\/p>\n\n\n\n
La couche de gadolinium a permis d'\u00e9viter la d\u00e9t\u00e9rioration du catalyseur, ce qui a permis \u00e0 la for\u00eat de NTC de cro\u00eetre de 5 cm. <\/p>\n\n\n\n
En outre, pour obtenir la longueur souhait\u00e9e, ils ont maintenu le catalyseur dans une chambre appel\u00e9e chambre de d\u00e9p\u00f4t chimique en phase vapeur (CVD) \u00e0 gaz froid. <\/p>\n\n\n\n
Le catalyseur a \u00e9t\u00e9 pr\u00e9trait\u00e9 en maintenant la temp\u00e9rature jusqu'\u00e0 750\u00b0C et en fournissant de petites concentrations de vapeurs de Fe et d'Al \u00e0 temp\u00e9rature ambiante. <\/p>\n\n\n\n
Cela a permis de maintenir la structure du catalyseur jusqu'\u00e0 26 heures, ce qui a favoris\u00e9 la croissance de la for\u00eat de NTC. <\/p>\n\n\n\n
Apr\u00e8s des analyses minutieuses, ils ont pu enregistrer avec succ\u00e8s la longueur de la for\u00eat de NTC de 14 cm. <\/p>\n\n\n\n
Ces progr\u00e8s remarquables ont \u00e9largi les possibilit\u00e9s d'application des NTC. <\/p>\n\n\n\n
Elle pourrait modifier l'approche des nanotechnologies et des nanosciences pour les recherches futures. <\/p>\n\n\n\n
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R\u00e9f\u00e9rence :<\/p>\n\n\n\n