Pourquoi les nanotubes de carbone sont-ils si difficiles à créer?

Jean Paul

Pourquoi les nanotubes de carbone sont-ils si difficiles à créer?


J’ai entendu dire que l’avenir de la technologie repose sur les nanotubes de carbone en raison de leur résistance et de leur conductivité, mais pourquoi sont-ils si difficiles à créer?

BRAS

Dire également que les nanotubes de carbone sont « l’avenir de la technologie » est un peu exagéré. Les chercheurs ont pu construire des circuits logiques entiers basés sur eux, mais pour le moment il semble différent qu’ils en feront des appareils commerciaux en raison de la difficulté à travailler avec eux. Le graphène, quant à lui, semble plus susceptible d’être largement utilisé dans la pratique.

Réponses


 John Rennie

Les nanotubes de carbone ne sont pas exceptionnellement difficiles à fabriquer – fabriquer une grosse molécule est difficile. À ce sujet, fabriquer des molécules, même petites, est assez difficile, sinon les étudiants en chimie organique n’auraient pas à passer trois ans à apprendre à le faire.

Les grosses molécules habituelles que nous fabriquons, comme les polymères et les protéines, sont fabriquées en solution en combinant des molécules plus petites. Contrôler l’addition et la croissance est difficile, et même pour les polymères simples, il a fallu beaucoup de travail. Nous ne pouvons toujours pas fabriquer la plupart des polymères avec des poids moléculaires précis – nous nous retrouvons invariablement avec une distribution des poids moléculaires. La fabrication de protéines est toujours extrêmement difficile, à moins que vous n’obteniez un organisme génétiquement modifié pour les fabriquer pour vous.

Le carbone présente un problème supplémentaire en ce qu’il n’est soluble dans rien – enfin rien d’utile de toute façon, il est soluble dans le fer fondu mais cela ne nous aide pas beaucoup! Les approches actuelles pour fabriquer des nanotubes sont basées sur la formation de vapeur de carbone et la croissance des tubes à partir de la phase vapeur, et nous avons beaucoup moins d’expérience à ce sujet que de travailler dans des solutions. Pourtant, un coup d’œil sur Wikipédia me dit que les rendements de décharge d’arc approchent de 30%. Nous obtenons une distribution de tailles de nanotubes, mais comme je l’ai mentionné ci-dessus, nous obtenons une distribution de poids moléculaires dans la plupart des synthèses de polymères.


 daniel r

J’ajouterais à la réponse de John, qu’une fois que vous faites des nanotubes de carbone, ils viennent dans une variété stupéfiante et, si vous êtes intéressé par des propriétés reproductibles, doivent être séparés selon:

  • Diamètre
  • Simple paroi / multi-parois
  • Métallique / semi-conducteur (cette propriété dépend exactement de la façon dont la feuille de carbone qui fait le nanotube est roulée sur elle-même)

 

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