(PhysOrg.com) -- Un examen plus approfondi d'un revêtement de nanotubes prometteur qui pourrait un jour améliorer les cellules solaires a révélé quelques rides inattendues, selon de nouvelles recherches* menées à l'Institut national des normes et de la technologie et à l'Université d'État du Dakota du Nord - des recherches qui pourraient également aider les scientifiques à trouver une solution.

Les scientifiques ont découvert que les revêtements en nanotubes de carbone à paroi simple (SWCNT) ne sont pas aussi déformables qu'espéré, ce qui implique qu'ils ne sont pas une réponse facile aux problèmes que présentent d'autres matériaux. Bien que les films constitués de nanotubes possèdent de nombreuses propriétés souhaitables, les conclusions de l'équipe révèlent certains problèmes qui pourraient devoir être résolus avant que le plein potentiel de ces revêtements ne soit réalisé.

« L'ironie de ces revêtements de nanotubes est qu'ils peuvent changer lorsqu'ils se plient, " dit Erik Hobbie, maintenant directeur du programme Matériaux et nanotechnologie au NDSU. "Sous des pressions modestes, ces films peuvent développer des changements irréversibles dans la disposition des nanotubes qui réduisent leur conductivité. Notre travail est le premier à suggérer cela, et cela ouvre de nouvelles approches pour concevoir les films de manière à minimiser ces effets. »

En haut de la liste de souhaits de l'industrie de l'énergie solaire est un bon marché, souple, revêtement transparent pouvant conduire l'électricité. Si cette combinaison de propriétés peut en quelque sorte être réalisée dans un seul matériau, les cellules solaires pourraient devenir beaucoup moins chères, et les fabricants pourraient être en mesure de les placer dans des endroits inattendus, tels que des vêtements. Les revêtements conducteurs transparents peuvent être constitués d'oxyde d'indium-étain, mais leur rigidité et leur coût élevé les rendent moins pratiques pour une utilisation généralisée.

Les nanotubes de carbone sont une solution possible. Nanotubes, qui ressemblent à des rouleaux microscopiques de grillage, sont bon marché, facile à produire, et peuvent être formés en masse en revêtements conducteurs transparents dont la structure interne en forme de bande les rend non seulement solides mais déformables, comme du papier ou du tissu. Cependant, les recherches de l'équipe ont révélé que certains types d'étirement provoquent des «rides» microscopiques dans le revêtement qui perturbent l'arrangement aléatoire des nanotubes, c'est ce qui fait que le revêtement conduit l'électricité.

« Vous voulez que les nanotubes restent disposés de manière aléatoire, ", dit Hobbie. « Mais quand un revêtement de nanotubes se froisse, il peut perdre le réseau connecté qui lui donne sa conductivité. Au lieu, les nanotubes se regroupent de manière irréversible en formations en forme de corde.

Hobbie dit que l'étude suggère quelques façons de résoudre le problème, toutefois. Les films peuvent être suffisamment minces pour éviter les plis en premier lieu, ou les concepteurs pourraient concevoir un deuxième réseau polymère interpénétrant qui supporterait le réseau de nanotubes, pour l'empêcher de trop changer en réponse au stress. "Ces approches pourraient nous permettre de fabriquer des revêtements de nanotubes qui pourraient résister à de grandes contraintes tout en conservant les caractéristiques que nous voulons, ", dit Hobbie.