Définition

Les nanotubes de carbone sont donc un feuillet de graphène (constitué uniquement de carbone ) autour d'un cylindre et chaque extrémités étant fermés par des demi sphères . Ces matériaux tubulaires sont de l'ordre de 10 9 m et sont 100 fois plus résistant et 6 fois plus léger que l'acier. Leurs diamètre est compris entre 1et 60 nm (nanomètre) .

De plus il existe deux types de nanotubes : les nanotubes monofeuillet et les nanotubes multifeuillet. Les nanotubes monofeuillet est un simple feuillet de graphène enroulé sur lui même et fermé à ses extrémité par deux demi-sphères.

Ces nanotubes mono-parois sont classés en trois catégories : zigzag, chiral ou chaise.

En effet la façon dont le feuillet est replié sur lui même définit un paramètre qu'on appel l’hélicité. Pour construire un tube il faut tracer deux lignes parallèles sur un plan d’hexagones et découper une tranche suivant ces deux lignes. La bande obtenue est enroulée en largeur de façon à former un tube:                                    

  • Tube Zigzag = 0°
  • Tube chaise = 30°
  •  Tube chiral = 0° < angle < 30°

Les nanotubes de carbone monofeuillet se regroupe en fagot ou faisceaux lors de leurs synthèses. 

Tous les NTC possédant une structure de type « Armchair » d’indices (m, m) sont conducteurs électrique. Les NTC de configuration « Zigzag » et d’indices(m, 0) ne sont métalliques que si le rapport m/3 est un entier . Dans le cas contraire, ces nanotubes sont semi-conducteurs.

Ensuite il y a un deuxième type c'est les nanotubes de carbone multifeuillet , qui sont composée de plusieurs feuillets de graphène enroulés les uns autour des autres ;

Il existe deux modèles possibles:

-  Le modèle Poupée Russe qui est un emboîtement de feuillet de graphène.

-   Le modèle Parchemin qui un plusieurs enroulement d'une unique feuille de graphène .

Les nanotubes de carbone ont donc une structure assez complexe et de nature différentes mais  possèdent différentes propriétés physique expliquant leur intérêt.

Ils ont des propriétés mécanique intéressantes car ils sont extrêmement rigides et à la fois très léger, une conductivité électrique conductrice ou semi-conductrice qui dépend du paramètre d’hélicité, une conductivité thermique qui dépasse celle du diamant (3000J/K) qui est la meilleur conductivité thermique jusqu’ici.

La distance inter-parois des NTC multifeuillets ou monofeuillets est comprise entre 0,34 et 05 nanomètrenviron.

 

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