Un nouveau, méthode moins coûteuse sépare facilement et efficacement deux types de nanotubes de carbone. Le processus, développé par des chercheurs de l'Université de Nagoya au Japon, pourrait être mis à l'échelle pour fabriquer des lots purifiés de nanotubes de carbone à paroi unique pouvant être utilisés dans des dispositifs électroniques haute performance. Les résultats ont été publiés dans la revue Physique Appliquée Express .

Les nanotubes de carbone à simple paroi (SWCNT) ont d'excellentes propriétés électroniques et mécaniques, ce qui en fait des candidats idéaux pour une utilisation dans une large gamme d'appareils électroniques, y compris les transistors à couche mince que l'on trouve dans les écrans LCD. Un problème est que seuls les deux tiers des SWCNT fabriqués sont adaptés à une utilisation dans des appareils électroniques. Les SWCNT semi-conducteurs utiles doivent être séparés des métaux indésirables. Mais le processus de purification le plus puissant, connue sous le nom d'extraction aqueuse à deux phases, implique actuellement l'utilisation d'un polysaccharide coûteux, appelé dextrane.

Le chimiste organique Haruka Omachi et ses collègues de l'Université de Nagoya ont émis l'hypothèse que l'efficacité du dextrane pour séparer les semi-conducteurs des SWCNT métalliques réside dans les liaisons reliant ses unités de glucose. Au lieu d'utiliser du dextrane pour séparer les deux types de SWCNT, l'équipe a essayé l'isomaltodextran nettement moins cher, qui a beaucoup plus de ces liens.

Un lot de SWCNTs a été laissé pendant 15 minutes dans une solution contenant du polyéthylène glycol et de l'isomaltodextrine puis centrifugé pendant cinq minutes. Trois types différents d'isomaltodextrine ont été essayés, chacun avec un nombre différent de liaisons et un poids moléculaire différent. L'équipe a découvert que les SWCNT métalliques se séparaient de la partie inférieure de l'isomaltodextrine de la solution, tandis que les SWCNT semi-conducteurs flottaient jusqu'à la partie supérieure en polyéthylène glycol.

Le type d'isomaltodextrine avec un poids moléculaire élevé et le plus de liaisons était le plus efficace (99 %) pour séparer les deux types de SWCNT. L'équipe a également découvert qu'un autre polysaccharide, appelé pullulane, dont les unités glucose sont reliées par différents types de liaisons, était inefficace pour séparer les deux types de SWCNT. Les chercheurs suggèrent que le nombre et le type de liaisons présentes dans l'isomaltodextrine jouent un rôle important dans leur capacité à séparer efficacement les nanotubes de carbone.

L'équipe a également découvert qu'un transistor à couche mince fabriqué avec leurs SWCNT semi-conducteurs purifiés fonctionnait très bien.

L'isomaltodextrine est un polysaccharide bon marché et largement disponible produit à partir d'amidon utilisé comme fibre alimentaire. Cela en fait une alternative rentable pour le processus d'extraction SWCNT. Omachi et ses collègues sont actuellement en discussion avec des entreprises pour commercialiser leur approche. Ils travaillent également à l'amélioration des performances des transistors à couche mince utilisant des SWCNT semi-conducteurs dans des écrans flexibles et des capteurs.