(Phys.org) —Une équipe de chercheurs composée de membres de Suisse et d'Allemagne a développé une méthode pour produire un type spécifique de nanotube de carbone à paroi unique avec une structure prédéfinie. Ils décrivent la procédure dans leur article publié dans la revue La nature . James Tour propose un article News &Views dans le même journal sur le travail révolutionnaire effectué par l'équipe.

nanotubes de carbone, comme la plupart le savent, sont des tubes constitués uniquement d'atomes de carbone, et ont assez souvent des parois d'un seul atome d'épaisseur (appelées à paroi simple). En raison de leurs propriétés uniques, les chercheurs les ont créés et utilisés dans une variété d'applications allant des cellules solaires, aux détecteurs et capteurs de lumière. Un obstacle sérieux à leur utilisation généralisée a été l'incapacité de produire en masse des nanotubes de carbone à paroi unique qui sont tous presque exactement semblables. Les cultiver à l'aide de méthodes conventionnelles donne des nanotubes qui ont une variété de formes et de tailles différentes, leur utilisation nécessite donc de séparer celles qui correspondent aux spécifications, un processus long et coûteux. Dans ce nouvel effort, l'équipe de recherche a mis au point un moyen de produire un « lot » de nanotubes ayant tous les mêmes caractéristiques.

Les types de nanotubes de carbone sont définis par espèces, chacun a ce qu'on appelle un indice de chiralité qui se compose de deux nombres - l'un décrit le diamètre du tube, l'autre l'angle des parois par rapport à la base lorsque le tube a été enroulé. Pour créer des nanotubes qui se ressemblent tous en une seule fois, signifierait créer un lot qui sont tous de la même espèce avec l'indice de chiralité venu. Pour y arriver, l'équipe a commencé avec des « graines » prédéfinies, des molécules organiques spécialement créées à cet effet, en utilisant un processus en plusieurs étapes. Les graines ont été placées sur une surface de platine, puis l'ensemble a été chauffé à 500 °C, l'éthanol a été utilisé comme source d'atomes de carbone. Comme l'expliquent les chercheurs, c'est la disposition des atomes dans les graines qui détermine l'espèce des nanotubes qui se développent. Dans leurs expériences, ils ont fait pousser des nanotubes de carbone avec un (6, 6) indice de chiralité.

Le processus n'est pas sans problèmes, bien sûr, les nanotubes résultants sortent tous debout, qui ont tendance à se regrouper au fur et à mesure qu'ils s'allongent, ce qui pourrait poser des problèmes pour certains processus. Aussi, la quantité de matériau utilisé pour la base est nettement plus importante que pour les méthodes conventionnelles, ce qui ajoute un coût supplémentaire. Malgré ces limites, la réalisation de l'équipe est considérée comme une percée majeure dans la création de nanotubes de carbone à paroi unique.

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