Dans cette vidéo, nous voyons un canon à électrons composé de plusieurs milliers de nanotubes de carbone alignés verticalement, chacun plus de 1, 000 fois plus petit que la largeur d'un cheveu humain. Dr Matt Cole, de l'Université de Cambridge, explique l'importance technologique de l'exploitation des nanomatériaux émergents pour concevoir des sources de rayons X fonctionnellement nouvelles.

« Grâce aux récents progrès de la croissance des nanomatériaux, nous pouvons désormais concevoir des matériaux à l'échelle d'atomes individuels.

Cette image, prise au microscope électronique, montre un canon à électrons nano-ingénierie formé à partir de nombreux nanotubes de carbone qui ont été développés pour être alignés verticalement.

Les canons à électrons sont au cœur de presque toutes les sources de rayons X commerciales. Ils peuvent être trouvés dans le contrôle des frontières, inspection alimentaire et pharmaceutique, validation électronique et diagnostic médical. En dépit d'être si répandu, la plupart des systèmes utilisent des émetteurs inefficaces car ils doivent fonctionner à des températures élevées.

Modelé par un processus appelé lithographie par faisceau d'électrons à haute résolution, les nanotubes de carbone sont constitués de graphite laminé et emboîté concentriquement; où chaque tube est plus de mille fois plus petit qu'un cheveu humain.

Plus d'un siècle, les sources de rayons X basées sur le bombardement ont connu peu de développement technologique. L'utilisation de nanomatériaux à une et deux dimensions - tels que les nanotubes, nanofils et matériaux de type graphène épais à un seul atome - ont le potentiel de moderniser cette technologie stagnante en produisant une durée de vie plus longue, émetteurs de plus en plus stables. À l'avenir, ces émetteurs avancés faciliteront l'émergence d'une multitude de nouvelles technologies de rayons X telles que le traitement du micro-cancer, fabrication roll-to-roll à haut débit, et l'imagerie tridimensionnelle en temps réel."