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  • Nanotubes de carbone à double paroi dopés au bore sélectivement pour tubes externes pour des applications thermoélectriques

    DWNTs dopés au bore sélectivement dans le tube externe. Crédit :© 2020, Société chimique américaine

    nanotubes de carbone, le petit tube creux de treillis de carbone hexagonaux a été présenté comme l'un des matériaux les plus prometteurs pour la construction d'articles avec des composants électriques fascinants, propriétés thermiques et mécaniques. La fonctionnalité sélective est réalisée en ajoutant des éléments aux nanotubes de carbone pour fabriquer des transistors, additifs composites, émetteurs de champ et films conducteurs transparents. Les nanotubes de carbone dopés au bore rendent la structure des tubes plus fonctionnelle tout en augmentant la capacité à moduler les propriétés électriques. Le dopage au bore dans deux nanotubes de carbone à paroi simple alignés coaxialement (nanotubes de carbone à double paroi :DWNT) est prometteur pour une utilisation dans les appareils électroniques, matériaux composites, matériaux de stockage d'énergie et de production d'électricité.

    Un groupe de recherche dirigé par Hiroyuki Muramatsu de l'Université de Shinshu a réussi à doper sélectivement le nanotube externe des DWNT avec du bore. Précédemment, il n'y avait aucune méthode pour contrôler l'incorporation d'atomes de bore aux nanotubes de carbone. Les tubes fusionneraient ou la structure changerait radicalement grâce à des traitements de dopage au bore, chercheurs frustrants. Dans cette étude, Muramatsu et son équipe ont pu ajouter sélectivement du bore aux tubes externes des DWNT. Cela a considérablement augmenté la conductivité électrique et le coefficient Seebeck, ce qui a entraîné une performance thermoélectrique hautement améliorée des DWNT.

    Cette avancée technique permet une méthode extrêmement efficace pour ajouter des fonctionnalités telles qu'une conductivité électrique élevée, activation chimique et amélioration des propriétés thermoélectriques tout en maintenant la fonction du CNT interne. Muramatsu et son équipe ont réussi à découvrir les conditions d'un dopage complexe du bore sur une seule couche la plus externe de CNT sans modifier la structure coaxiale des DWNT. Ce n'est qu'alors qu'ils ont pu réellement démontrer et confirmer les caractéristiques des DWNT synthétisés.

    À l'avenir, Les DWNT dopés au bore pourraient être utilisés dans des applications thermoélectriques pour récupérer la chaleur résiduelle pour la production d'électricité et d'autres applications avancées. Cependant, Les DWNT ne sont pas encore très bien compris. Muramatsu pense que grâce à la recherche fondamentale et à la compréhension des propriétés de base des DWNT dopés au bore sélectivement dans le tube externe, plus d'applications peuvent être trouvées tout en améliorant les performances pertinentes pour diverses applications. L'objectif ultime est d'utiliser stratégiquement les caractéristiques de la structure et les propriétés physiques des DWNT pour ajouter des fonctions et des caractéristiques uniques. De nouveaux principes et méthodes doivent être étudiés en détail pour établir une méthode de dopage à haute concentration plus sélective et étudier son effet sur la structure et la fonction.


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