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Rice crée le premier fil de nanotubes de carbone long, solide, flexible et conducteur – High-teK.ca

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Les chimistes et les nanoingénieurs de l’Université Rice sont devenus la première équipe à créer un fil de nanotubes de carbone long (des centaines de mètres), macroscopique et produit en masse. Ce fil a à peu près l’épaisseur d’un cheveu humain, mais a la conductivité du métal et la résistance de la fibre de carbone. Si vous cherchiez un matériau pour alimenter les vêtements intelligents et autres textiles numériques, le voici.

La meilleure façon d’apprécier les propriétés remarquables du fil de nanotubes de Rice est de regarder la vidéo ci-dessous. Vers 0:45, vous pouvez voir une lampe LED qui est suspendue, et alimentépar le fil.

Nous connaissons depuis longtemps les propriétés remarquables des nanotubes de carbone (CNT) – ils font partie des matériaux les plus solides et les plus conducteurs connus de l’homme. Jusqu’à présent, cependant, il s’est avéré très, très difficile de produire des NTC de haute qualité et de longue durée qui conservent ces qualités supérieures.

La percée de Rice découle du fait que les chercheurs utilisent une méthode humide pour produire le fil CNT. Alors que presque tous les autres groupes de recherche utilisent une méthode sèche pour créer des NTC en vrac – généralement un dépôt chimique en phase vapeur – Rice utilise une méthode de «filage humide» qu’il a lancée en 2003. Le filage humide est essentiellement ce à quoi cela ressemble: des amas de nanotubes sont dissous dans un bain d’acide chlorosulfonique, puis giclé à travers de petits trous pour créer de longs brins de NTC. Ces longs brins – qui peuvent mesurer des centaines de mètres de long – sont ensuite enroulés sur une grande bobine pour sécher.

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Filature humide de longs fils de nanotubes de carbone de l'Université Rice

Il se trouve que la méthode de Rice pour produire du fil CNT est très similaire à la façon dont les fibres aramides, telles que le Kevlar, sont produites. Teijin, une société israélienne qui produit un matériau similaire au Kevlar appelé Twaron, a soutenu l’Université Rice dans cette recherche. Bien que cela n’ait pas encore été confirmé, il y a de fortes chances que Rice et Teijin soient en mesure d’utiliser l’équipement et l’expertise existants pour produire en masse ce fil CNT – et c’est en effet une perspective très excitante.

Au total, ces longs fils de nanotubes ont une conductivité électrique comparable à celle du cuivre, de l’or et de l’alliage d’aluminium – mais sa conductivité thermique est la meilleure de sa catégorie et sa résistance à la traction est quatre fois celle de l’alliage d’aluminium, ou plus de 20 fois celle du cuivre . Parce que le cuivre est si faible, les fils de cuivre doivent être assez épais pour résister aux processus de fabrication. À la base, un fil CNT fin pourrait être utilisé à la place de ces fils de cuivre épais, ce qui entraînerait des câbles de données plus sveltes et peut-être une minimisation de certains appareils électroniques grand public.

Peut-être plus important, cependant, est que ce fil est exactement ce dont nous avons besoin pour créer des vêtements intelligents – des vêtements avec des capteurs et des ordinateurs intégrés. Le fil nanotube de Rice est suffisamment solide et suffisamment conducteur pour pouvoir être tissé dans votre pull ou votre veste. Bien que nous soyons encore loin des ordinateurs flexibles, nous sommes très proches des capteurs portables – et, de toute façon, si vous avez besoin d’un ordinateur, il ne serait pas difficile de connecter votre pantalon intelligent à votre smartphone.

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Document de recherche: DOI : 10.1126/science.1228061 – « Fibres solides, légères et multifonctionnelles de nanotubes de carbone à conductivité ultra élevée »

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