Le Lyding Group a récemment développé une technique qui peut être utilisée pour fabriquer des fibres à base de nanotubes de carbone en créant des réticulations chimiques. La technique améliore les propriétés électriques et mécaniques de ces matériaux.

Le papier, « Propriétés électriques et mécaniques améliorées des fibres à base de nanotubes de carbone réticulés chimiquement et leur application dans les supercondensateurs haute performance, " a été publié dans ACS Nano .

"Les nanotubes de carbone sont solides et sont très bons pour conduire la chaleur et l'électricité, " a déclaré Gang Wang, un chercheur associé postdoctoral au laboratoire Lyding, qui se trouve au Beckman Institute for Advanced Science and Technology de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign. "Par conséquent, ces matériaux ont de larges applications et peuvent être utilisés comme fibres résistantes, piles, et transistors."

Il existe de nombreuses façons de fabriquer des matériaux contenant des fibres à base de nanotubes de carbone. "On peut fabriquer des ailes d'avion, par exemple, en noyant ces fibres dans une matrice à l'aide d'époxy, " dit Joseph Lyding, le professeur distingué Robert C. MacClinchie de génie électrique et informatique et un membre du corps professoral Beckman. "L'époxy agit comme un liant et maintient la matrice ensemble."

Cependant, combiner les tubes pour fabriquer de tels matériaux peut entraîner une perte de propriétés importantes. "Nous avons trouvé une méthode pour ramener une grande partie de cette performance, " Lyding a déclaré. " La méthode est basée sur la liaison des nanotubes de carbone individuels ensemble. "

Les chercheurs ont dispersé des molécules d'hydrocarbures bromés dans la matrice de nanotubes. Lorsque la chaleur est appliquée, les groupes brome se détachent, et les molécules se lient de manière covalente aux nanotubes adjacents.

« Quand vous passez du courant à travers ces matériaux, la résistance au courant est la plus élevée aux jonctions où les nanotubes se touchent, " dit Lyding. " En conséquence, de la chaleur est générée au niveau des jonctions et nous utilisons cette chaleur pour relier les nanotubes entre eux. »

Le traitement est un processus unique. "Une fois ces liens formés, la résistance à la jonction chute, et le matériau se refroidit. C'est comme du pop-corn qui explose, une fois qu'il éclate, c'est ça, " dit Lyding.

Les chercheurs ont été confrontés à de nombreux défis lorsqu'ils ont essayé de construire ces matériaux. "Nous devons trouver les bonnes molécules à utiliser et les conditions appropriées pour créer ces liaisons, ", a déclaré Wang. "Nous avons dû essayer plusieurs fois de trouver le bon courant, puis utiliser le matériau résultant pour construire d'autres appareils."

"Cet article est la première étape dans la création d'une nouvelle classe de matériaux. Il est probable que les performances que nous voyons maintenant s'amélioreront car elles n'ont pas encore été explorées complètement, " Lyding a déclaré. "Nous sommes intéressés à étudier la force que nous pouvons faire ces matériaux, comment améliorer leur conductivité électrique, et si nous pouvons remplacer les fils de cuivre par des matériaux 10 fois plus légers et ayant les mêmes performances."