Bien adaptés à la fabrication de cellules solaires photovoltaïques, les nanotubes de carbone à double paroi sont malheureusement produits au milieu d'autres nanotubes comportant une ou plusieurs parois. Un groupe de chercheurs de l’université de Northwestern a mis au point une méthode pour les trier.

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    Une représentation de nanotubes à double paroi. Crédit : Mark Hersam, Northwestern University

    Une représentation de nanotubes à double paroi. Crédit : Mark Hersam, Northwestern University

    Depuis une dizaine d'années environ, les nanotubes en carbone sont les stars montantes des applications prometteuses des nanotechnologiesnanotechnologies. Les applications potentielles sont innombrables, que ce soit pour stocker de l'hydrogène, lutter contre le cancercancer ou d'autres maladies avec des nanotubes de carbone fonctionnalisés capables de délivrer des médicaments ou des gènesgènes à des cellules ciblées.

    L'une d'elles consiste à utiliser des nanotubes de carbone, formés de deux feuillets de graphène enroulées, afin de réaliser des cellules solaires photovoltaïques efficaces et peu onéreuses. En effet, seul ces nanotubes à double paroi permettent de réaliser des films semi transparentstransparents, chimiquement stables, mécaniquement rigides et ayant des propriétés électroniques souhaités permettant de fabriquer des cellules solaires performantes à base de polymères.

    Les nanotubes se séparent naturellement dans la centrifugeuse

    Malheureusement, les procédés de fabrication produisent aussi bien des nanotubes en carbone avec une seule paroi que plusieurs. Un moyen de faire le tri efficacement entre ces différentes formes manquait... jusqu'au travaux récents de Mark Hersam et ses collègues.

    Les détails de la méthode sont exposés dans un article de Nature Nanotechnology. On commence d'abord par plonger les nanotubes dans de l'eau mélangée à des surfactantssurfactants analogues au savon. Les nanotubes sont alors recouverts par les moléculesmolécules de surfactant et le tout est placé dans une ultracentrifugeuse tournant à plusieurs dizaines de milliers de tours par minute. Les différents types de nanotubes ne possédant pas la même flottabilitéflottabilité, un tri s'effectue naturellement.

    Les nanotubes de carbone à double paroi obtenus sont en général plus long de 44% par rapport à ceux à une seule paroi et ils permettent d'obtenir des films transparents 2,4 fois plus conducteurs que ceux dont on disposait ordinairement.