Les nanotubes de carbone sont les objets technologiques sans doute les plus connus dans le domaine des nanotechnologies qui travaillent la matière à l’échelle de l’atome (1 millionnième de millimètre). Les nanotubes, constitués uniquement de carbone ont en effet des propriétés très intéressantes. Ils peuvent et pourraient avoir des applications dans de nombreux domaines, l’électricité, l’électronique, le transport de médicament en médecine, etc.
Les chercheurs savent en gros fabriquer des nanotubes de carbone. « Il faut utiliser un gaz contenant un carbone et de l’hydrogène , et dans certaines conditions de température, au contact d’un catalyseur, les atomes de carbone se rapprochent et forment les parois d’un nanotubes » explique Stephen PURCELL, responsable d’une équipe de chercheurs du Laboratoire de Physique de la Matière Condensée et Nanostructures (1) , une unité mixte CNRS-Université Lyon 1.
« On n’arrive pas cependant à contrôler car la nature peut faire trop de choses… On oriente petit à petit, mais on ne peut pas faire exactement ce qu’on veut expliquer » explique Stephen PURCELL.
Comprendre pour contrôler
Or pour contrôler la construction des nanotubes et ne pas laisser la nature faire spontanément, il faut comprendre exactement comment la construction se réalise. Plusieurs hypothèses ont été avancées par des divers chercheurs certains pensant que les nanotubes se construisaient simplement brique par brique, atome par atome. « Comprendre dans quel sens se construisent les nanotubes, la chiralité, c’est un peu le Saint Graal des spécialistes des tubes ” explique Stephen Purcell , qui a réalisé cette avancée avec Catherine Journet et Michael Marchand, thésard.
L’équipe de chercheurs de l’Université de Lyon a développé une nouvelle méthode pour observer la croissance de nanotubes par émission de champ, technique qui elle-même représente une des principales orientations dans la recherche sur les nanotubes. Les résultats augmentent le niveau de compréhension du mécanisme de croissance de nanotubes.
L’observation permet de voir que la construction se fait par insertion répétitive de simples dimères de carbone ( couples d’atomes) dans des nanotubes individuels. Cette insertion provoque peu à peu la rotation du nanotube entier. En douze minutes, le nanotube à tourné 180 fois, construisons donc 180 anneaux supplémentaires du nanotube.
Cette découverte apporte un fort appui à un nouveau modèle de croissance de nanotubes de carbone basé sur la « dislocation de vis ». Beaucoup de nouvelles questions aussi bien théoriques qu’expérimentales peuvent maintenant être fructueusement posées et ce modèle peut être exploité comme une méthode d’épitaxie (de croissance orientée) pour contrôler la structure des nanotubes et leurs propriétés.
(1) Laboratoire de Physique de la Matière Condensée et Nanostructures, Université Lyon1; CNRS, UMR 5586, Domaine Scientifique de la Doua, F-69622 Villeurbanne cedex, France
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http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl901380u
