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Les Nanotubes La découverte, en 1985, de la molécule du buckminsterfullerene a ouvert une nouvelle ère, tant pour la chimie du carbone que pour celle des nouveaux matériaux. Les nanotubes ont été découverts en 1991 par une japonaise Sumi Ijima. Les nanotubes synthétisés en laboratoire ont des propriétés remarquables du point de vue mécanique, conductivité thermique et résistance au feu. Ces nanotubes consistent en feuilles de graphite en forme de cylindres et fermés aux deux bouts. Ils peuvent avoir des parois uniques ou multiples. Normalement leur diamètre est de seulement quelques nanomètres et leur longueur d’un millimètre (figure 8).
Figure 8. Des nanotubes (a) un fauteuil (b) un zigzag (c) un nanotube chiral On les obtient en mélangeant une suie de nanotubes de carbone dans de l’eau et du savon. On met la solution visqueuse en rotation dans une substance capable d’agréger les nanotubes. On y injecte un liquide à l’aide d’une aiguille à section rectangulaire et on obtient des nanotubes de carbone. Ou, bien, on décompose le méthane avec un catalyseur. Les nanotubes sans extrémités grandissent par extension et l’épaissement des tubes est provoqué par l’agrandissement des plans basals du graphite sur les surfaces existantes. Ces tubes sont des semi-conducteurs ou des conducteurs métalliques, selon les variations mineures de leur angle de courbure ou diamètre. Cet angle décide du type de nanotube (soit un fauteuil, soit un zigzag ou soit chiral) et il est déterminé par la façon dont une feuille se replie sur elle-même. Leurs propriétés de conduction dépendent de leur diamètre et de la façon dont ils sont hélicoïdaux. On teste les nanotubes avec un microscope à balayage à températures basses, et une mesure de la structure électronique et physique. Même avec des nanotubes réalisés avec des méthodes différentes on a des résultats complémentaires et cela confirme que la conduction est seulement en une dimension. Les nanotubes deviendraient des nouvelles fibres de carbone. En ce moment les cordes pour les raquettes de tennis sont en fibres de graphite avec une structure microscopique comme des rayons de miel. Si on crée ces fibres avec des nanotubes, les cordes deviendront plus fortes et résistantes car les nanotubes ont la même structure que des rayons de miel mais les feuilles enroulent les cylindres donc ils doivent être mieux ! Actuellement les nanotubes sont les fibres les plus résistantes au monde. Un seul nanotube est environ 10 à 100 fois plus résistant et six fois plus légèr que l’acier par unité de masse. Donc ses applications sont immenses, concernant tous les domaines dont ceux de la médicine et de la construction. Les nanotubes sont de très bons conducteurs et ils sont déformable sous l’action d’un champ électronique.
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