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L’incroyable nanotube de carbone

Dossier - Nanotechnologie : les incroyables applications
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Le nanomonde est l’objet de toutes les attentions, et certains y voient une prochaine révolution industrielle. Des aliments aux matériaux en passant par la médecine régénérative, ce dossier vous propose un tour d'horizon des applications potentielles que l’on peut espérer de la nanotechnologie.

  
DossiersNanotechnologie : les incroyables applications
 

De façon plus générale, s'il est un matériau qui fascine les chercheurs, c'est le nanotube de carbone. Celui-ci a des propriétés qui pourraient sembler contradictoires au premier abord. Son élasticité est très élevée : les nanotubes peuvent s'allonger et se contracter aisément. De plus, malgré un poids minime, il s'agit du matériau le plus résistant sur Terre avec un seuil de rupture qui peut monter jusqu'à 50 gigapascals. Le nanotube de carbone est, par ailleurs, un excellent conducteur électrique et thermique, davantage que le diamant.

Outre de nouveaux pneus et textiles, les chercheurs évoquent la possibilité de créer des muscles artificiels avec une force 50 fois plus importante que celle d'un muscle humain.

Modélisation de nanotubes de carbone par le CNRS. © E. Flahaut

Jusqu'à présent, le matériau qui avait la meilleure capacité à arrêter un engin en mouvement était le fil d’araignée. Or, le nanotube de carbone fait mieux : « Pour donner un ordre d'idée, si l'on pouvait avoir une toile d'araignée de 1 kg, nous aurions un matériau qui peut arrêter une motocyclette de 300 kg avançant à 100 km/h. Avec les fibres que nous fabriquons aujourd'hui à base de nanotubes de carbone, si l'on réalisait cette même toile, l'on pourrait arrêter non plus une moto mais une automobile ! Toute l'énergie du véhicule serait absorbée par les nanotubes de carbone », explique Philippe Poulin qui suit cet axe de recherche au CNRS. Avec un tel exemple, on ne s'étonne pas d'apprendre que l'équipe de Poulin collabore avec la DGA afin de développer des gilets pare-balles qui seraient beaucoup plus efficaces que ceux utilisés actuellement. Mieux encore, après de longues années d'étude en laboratoire, de grands groupes industriels s'intéressent aujourd'hui à ce matériau aux incroyables propriétés : Arkema, Bayer, etc.

T-shirt et soutien-gorge

Si les applications à court terme visent à utiliser les nanotubes de carbone pour améliorer les propriétés mécaniques ou électriques d'autres éléments, l'objectif à plus long terme est de développer de nouvelles fibres capables de capter des mouvements tels que la pression sanguine.

« Ces nouveaux textiles permettraient d'avoir un T-shirt qui surveille la respiration du bébé pendant qu'il dort et qui pourrait émettre une alarme s'il ne respire plus. Ce n'est pas si futuriste que cela. Des techniques de ce genre sont déjà développées avec d'autres matériaux, mais elles n'ont pas les performances et la stabilité chimique des nanotubes de carbone. En clair, elles ne résistent pas à la machine à laver. »

Poulin évoque d'autres expériences en cours à l'université de Wollongong, en Australie, comme le soutien-gorge intelligent, avec des bretelles et capteurs qui détectent les tensions lors des mouvements, qui pourrait ainsi être mieux adapté au confort de la femme. Idem pour des genouillères.