Accueil « Allotropes de carbone
Allotropes de carbone
Allotropes de carbone: Un atome de carbone peut former différents types d’allotropes. Dans les structures 3D, le diamant et le graphite sont les allotropes du carbone. Le carbone forme également des allotropes de faible dimension (2D, 1D ou 0D) collectivement appelés nanomatériaux de carbone. Des exemples de tels nanomatériaux sont les nanotubes de carbone 1D (NTC) et les fullerènes 0D. Dans la liste des nanomatériaux de carbone, le graphène est connu sous le nom de simple couche de graphite 2D.
Allotropes de carbone: Le carbone, élément commun dans les composés organiques, est connu pour exister sous deux formes allotropes, le diamant et le graphite. En 1985, une troisième forme de carbone appelée fullerènes a été découverte. Les fullerènes sont de grandes molécules à cage de carbone considérées comme des analogues tridimensionnels du benzène. La forme la plus abondante de fullerènes est le fullerène de Buckminster (C60) avec 60 atomes de carbone disposés dans une structure sphérique. Une molécule en C60, également appelée Buckyball ou Buckminsterfullerène, mesure environ 7 Å de diamètre. Les molécules de C60 se condensent pour former un solide de molécules faiblement liées. Cet état cristallin est appelé fullerites.
cnt-structure-nanoshel
Les nanotubes de carbone (NTC) sont fabriqués en enroulant une feuille de graphène dans un cylindre. Ces nanostructures sont construites avec un rapport longueur / diamètre allant jusqu’à (1,32 × 108): 1, ce qui est nettement plus grand que tout autre matériau. Comme leur nom l’indique, le diamètre des nanotubes est de l’ordre de quelques nanomètres, alors qu’ils peuvent mesurer jusqu’à 18 centimètres de longueur. Les NTC sont les candidats les plus prometteurs dans le domaine de la nanoélectronique, en particulier pour les applications d’interconnexion. Les CNT métalliques ont suscité beaucoup d’intérêt dans la recherche pour leur applicabilité en tant qu’interconnexions VLSI en raison de leur grande stabilité thermique, de leur conductivité thermique élevée et de leur grande capacité de transport de courant. Un CNT peut transporter une densité de courant supérieure à 103 MA / cm2, ce qui peut améliorer les performances électriques et éliminer les problèmes de fiabilité de l’électro-migration qui affectent les interconnexions Cu à l’échelle nanométrique actuelles.
Les NTC et les GNR (nano rubans de graphène) peuvent être compris comme des structures dérivées d’une feuille de graphène. Une feuille de graphène est une couche unique d’atomes de carbone emballés dans une structure en treillis en nid d’abeille 2D. Le CNT, considéré comme une feuille de graphène enroulée, a les bords de la feuille joints ensemble pour former un cylindre sans soudure. Les CNT peuvent être classés en structures en zigzag et en fauteuils.
Pour les CNT de fauteuil, les indices chiraux n1 et n2 sont égaux tandis que pour les CNT en zigzag, n1 ou n2 = 0. Pour d’autres valeurs d’indices, les NTC sont appelés chiraux. Selon leurs différentes structures, les NTC peuvent présenter des propriétés métalliques ou semi-conductrices. Les CNT de fauteuil sont toujours métalliques, alors que les CNT en zigzag sont de nature métallique ou semi-conductrice. Statistiquement, un mélange naturel de NTC aura 1 / 3ème de chiralités métalliques et 2 / 3ème de chiralités semi-conductrices. Selon le nombre de feuilles de graphène enroulées concentriquement, les NTC sont également classés en NTC à paroi simple (SWNT), à double paroi (DWNT) et à parois multiples (MWNT). La structure du SWNT peut être conceptualisée en enveloppant une couche de graphène d’une épaisseur d’un atome dans un cylindre sans soudure. MWNT se compose de deux ou plusieurs nombres de couches concentriques enroulées de graphène. Le DWNT est considéré comme un type spécial de MWNT dans lequel seules deux feuilles de graphène enroulées concentriquement sont présentes.
Synthèse de nanotubes de carbone
Allotropes de carbone: Le dépôt chimique en phase vapeur est la méthode la plus prometteuse pour la production de masse de nanotubes de carbone. Il fonctionne à des températures beaucoup plus basses et produit des nanotubes en plus grande quantité que la décharge d’arc ou la vaporisation laser.
Nanoshel est le maître de la synthèse des nanotubes de carbone à parois multiples (MWNT) et des nanotubes de carbone à paroi unique (SWNT) par dépôt chimique catalytique en phase vapeur. Les nanotubes de carbone (NTC) sont des nanostructures uniques aux propriétés électroniques et mécaniques remarquables et ont suscité un énorme intérêt dans le monde entier. Le dépôt chimique en phase vapeur catalytique (CCVD) est actuellement la technique la plus prometteuse pour produire des nanotubes de carbone (NTC) à grande échelle, à faible coût et sur un lieu dédié sur un substrat. Le procédé consiste en la décomposition d’un gaz contenant du carbone sur un catalyseur supporté. Contrairement aux types abondants de sources de carbone utilisées pour la croissance des NTC, leur synthèse est limitée à la réaction de décomposition thermique de la source de carbone. L’optimisation des paramètres de croissance reste essentiellement empirique.
La synthèse par évaporation d’arc, également connue sous le nom de décharge d’arc électrique, est connue depuis longtemps comme la meilleure méthode de synthèse des fullerènes et génère également des nanotubes de carbone de la plus haute qualité. Nanoshel synthétise également des nanotubes de carbone à parois multiples (MWNT) et des nanotubes de carbone à paroi unique (SWNT) par la méthode de décharge à l’arc. La température élevée de l’arc permet la formation de NTC d’une très haute qualité structurelle adaptée à la recherche fondamentale. Ils présentent souvent des propriétés proches de celles prédites par la théorie.
Fonctionnalisation des NTC
En raison de leurs propriétés physiques inhabituelles et de leur grand potentiel d’application, les nanotubes de carbone ont suscité l’intérêt des chercheurs.
De plus, les applications potentielles nécessitent une fonctionnalisation étendue des nanotubes de carbone pour les rendre capables de traiter et pour ajuster leurs propriétés la fonctionnalisation des NTC avec n’importe quel groupe crée le nouveau type ou la nouvelle classe de matériau avec de nouvelles propriétés. La fonctionnalisation peut aussi bien aider à séparer les tubes semi conducteurs des tubes métalliques, pour purifier les nanotubes.
Nanoshel travaille sur la modification des nanotubes de carbone avec divers groupes fonctionnels pour améliorer les propriétés et la capacité des NTC pour des applications plus récentes. En outre, Nanoshel traite commercialement avec des industries travaillant à la fois sur les NTC et les NTC fonctionnalisés selon l’exigence.
Allotropes de carbone: Une équipe de chercheurs de Nanoshel travaille sur une batterie SLAC. Ils essaient de découvrir un nouveau matériau électrolytique pour une charge rapide et une décharge lente. Le nouveau matériau électrolytique peut être organique ou inorganique. L’équipe de recherche utilise des MWCNT à composition prédéfinie pour améliorer la puissance de stockage de la batterie. L’objectif de notre équipe est de synthétiser une batterie de grande puissance et de taille compacte et nous y travaillons.