Les nanomatériaux à base de carbone tels que le graphène et les nanotubes de carbone devaient avoir un brillant avenir lorsqu'ils ont été découverts. Mais les problèmes de qualité freinent le développement de nouveaux produits. Le problème est qu'il est difficile d'analyser la structure cristalline et qu'il n'existe pas de méthodes standard établies pour classer les matériaux. Mais maintenant, les chercheurs de l'université de Karlstad sont proches d'une solution.

"Les atomes de carbone doivent s'asseoir parfaitement dans une structure cristalline bien organisée à des distances précises, mais ils ne le font pas dans les matériaux disponibles dans le commerce sur le marché aujourd'hui, " dit Krister Svensson, professeur agrégé de physique.

Les problèmes de qualité dans les nanomatériaux freinent le développement

Les premières études sur les nanotubes de carbone ont été faites il y a près de 30 ans, sans pour autant répondre aux attentes élevées des applications. La raison en est en grande partie l'échec à étendre le processus de fabrication tout en conservant une haute qualité.

Comme les propriétés du matériau dépendent de la structure cristalline, la qualité du matériau est absolument cruciale pour la performance du produit final.

"Le problème est compliqué par le fait qu'il est difficile d'analyser la structure cristalline et qu'il n'y a pas de méthodes standard établies pour classer les matériaux, ", explique Krister Svensson. "Cela a conduit à une sorte de situation de 'Wild West' sur le marché en termes de prix et de qualité des matériaux mis en vente."

Il existe désormais un risque que des matériaux de qualité inférieure sur le marché ruinent les perspectives d'acteurs sérieux et que l'intérêt pour le matériau diminue rapidement. Ensuite, un battage publicitaire est tout ce qu'il y a et le point d'application réelle n'est jamais atteint.

"Nous avons maintenant développé une méthode pour caractériser la cristallinité des matériaux et nous pouvons également démontrer les effets néfastes qu'une faible cristallinité a sur les propriétés mécaniques, " dit Krister Svensson. " Il est bien évident que le matériel disponible dans le commerce ne répond pas aux attentes, c'est simplement un matériau différent. Des efforts vigoureux pour mettre un terme aux « faux » matériaux et développer des méthodes de mesure et des classifications normalisées des matériaux sont nécessaires. Ce n'est qu'alors que le marché pourra être prêt à développer de nouveaux produits pour les différentes classes de matériaux."

Le projet a été réalisé par Krister Svensson, professeur agrégé, et Mattias Flygare, étudiant en médecine, dans le groupe de recherche CMM, Caractérisation et modélisation des matériaux à l'Université de Karlstad et présentée dans la revue Matériaux Aujourd'hui Communications (mars 2019).