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  • Le micropeignage crée plus fort, films de nanotubes de carbone plus conducteurs

    Crédit :Liwen Zhang

    Des chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord et de l'Institut chinois de nanoscience et de nanobiotique de Suzhou ont mis au point une technique peu coûteuse appelée « micropeignage » pour aligner les nanotubes de carbone (CNT), qui peut être utilisé pour créer de grands, des films CNT purs plus résistants que tous les films de ce type précédents. La technique améliore également la conductivité électrique qui rend ces films attrayants pour une utilisation dans des applications électroniques et aérospatiales.

    "C'est un processus simple et peut créer un film CNT léger, ou 'papier bucky, ' c'est un mètre de large et deux fois plus résistant que les films de ce type précédents - c'est encore plus fort que les fibres CNT, " dit Yuntian Zhu, Professeur émérite de science et d'ingénierie des matériaux à l'État de Caroline du Nord et auteur correspondant d'un article décrivant le travail.

    Les chercheurs commencent par cultiver les NTC sur un substrat conventionnel dans un réseau étroitement emballé. Les CNT sont emmêlés, Ainsi, lorsque les chercheurs tirent sur une extrémité du réseau, les NTC forment un ruban continu d'une épaisseur de quelques nanomètres seulement. Ce ruban est attaché à une bobine, qui commence à enrouler le ruban.

    Comme la bobine tire, le ruban CNT est traîné entre deux lames chirurgicales. Alors que les lames apparaissent directement à l'œil nu, ils ont en fait des fissures à l'échelle micrométrique sur leur tranchant. Ces fissures créent une sorte de « micropeigne » qui aligne les NTC, tout comme un peigne ordinaire trie les cheveux emmêlés.

    Lorsque le ruban de NTC alignés est enroulé sur la bobine, les chercheurs appliquent une solution d'alcool. Cela rapproche les CNT, renforcer les liens entre les CNT.

    Le ruban CNT s'enroule sur lui-même en s'enroulant autour de la bobine, créant un film en couches de NTC purs. Les chercheurs peuvent contrôler l'épaisseur du film en contrôlant le nombre de couches.

    Les fissures à l'échelle micrométrique sur le bord d'une lame chirurgicale agissent comme un « micro-peigne » pour aligner les nanotubes de carbone. Crédit :Yuntian Zhu

    Les films CNT fabriqués à l'aide de la technique du micropeigne avaient plus de deux fois la résistance à la traction des films CNT non peignés - supérieure à 3 gigapascals pour le matériau micropeigné, contre moins de 1,5 gigapascals pour le matériau non peigné.

    Le film CNT micropeigné avait également une conductivité électrique 80 pour cent plus élevée que le film non peigné.

    "C'est une avancée significative, mais nous voulons trouver des moyens de rendre l'alignement CNT encore plus droit, " dit Zhu. " Ce n'est toujours pas parfait.

    "En outre, la technique serait théoriquement facile à étendre pour une production à grande échelle. Nous aimerions trouver un partenaire de l'industrie pour nous aider à étendre cela et à créer un matériau pour le marché. »


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