Dans le dernier numéro d'Elsevier's Matériaux aujourd'hui , des chercheurs espagnols et belges ont fait état de l'utilisation innovante des nanotubes de carbone pour créer des composants mécaniques destinés à être utilisés dans une nouvelle génération de micro-machines. Alors que l'industrie électronique a excellé dans la miniaturisation des composants, avec des éléments individuels approchant l'échelle nanométrique (ou un milliardième de mètre), réduire la taille des systèmes mécaniques s'est avéré beaucoup plus difficile.
L'une des difficultés des dispositifs mécaniques rétractables est que les techniques conventionnelles utilisées pour produire des composants individuels ne sont pas utiles lorsqu'il s'agit de créer des formes complexes à l'échelle microscopique. Une technique prometteuse est l'usinage par décharge électrique (EDM), qui utilise une étincelle d'électricité pour éliminer le matériau indésirable pour créer des formes complexes. Cependant, cette méthode nécessite que le matériau cible soit électriquement conducteur, limiter l'utilisation de l'EDM sur le disque, matériaux céramiques.
Mais maintenant, en implantant des nanotubes de carbone dans du nitrure de silicium, la céramique de choix, Manuel Belmonte et ses collègues ont pu augmenter la conductivité électrique du matériau de 13 ordres de grandeur et ont utilisé l'EDM pour produire un micro-engrenage sans compromettre le temps de production ou l'intégrité de l'appareil.
Les nanotubes de carbone ont pris de l'importance au début des années 1990 lorsque leur gamme de propriétés remarquables est devenue apparente. Ceux-ci incluent une résistance phénoménale et des propriétés électriques qui peuvent être adaptées en fonction. Chaque tube est constitué d'une feuille enroulée d'atomes de carbone dans une structure en nid d'abeille. Déroulé, cette feuille est également connue sous le nom de graphène, le matériau innovant qui a fait l'objet du prix Nobel de physique 2010. Implanté à l'intérieur d'une céramique, ces nanotubes forment un réseau conducteur qui réduit fortement la résistance électrique.
La conductivité électrique du matériau composite est beaucoup plus élevée, tandis que les propriétés mécaniques de la céramique sont préservées et la résistance à l'usure est considérablement améliorée. En tant qu'auteur correspondant, Dr Manuel Belmonte, clarifie; cette percée "permettra la fabrication de composants 3D complexes, l'élargissement de l'utilisation potentielle des céramiques avancées et d'autres matériaux isolants". L'équipe espère que ces matériaux nanocomposites trouveront une utilisation dans des applications émergentes, tel que, microturbines, microréacteurs, et bioimplants.
