{"id":2102,"date":"2018-12-16T19:28:46","date_gmt":"2018-12-16T18:28:46","guid":{"rendered":"http:\/\/www.cinam.univ-mrs.fr\/cinam\/?p=2102"},"modified":"2019-01-31T19:31:52","modified_gmt":"2019-01-31T18:31:52","slug":"une-approche-thermodynamique-de-la-synthese-selective-des-nanotubes-de-carbone","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.cinam.univ-mrs.fr\/cinam\/2018\/12\/16\/une-approche-thermodynamique-de-la-synthese-selective-des-nanotubes-de-carbone\/","title":{"rendered":"Une approche thermodynamique de la synth\u00e8se s\u00e9lective des nanotubes de carbone"},"content":{"rendered":"

Les nanotubes de carbone sont des cylindres creux qui peuvent cro\u00eetre jusqu\u2019\u00e0 quelques centim\u00e8tres de long par incorporation de carbone \u00e0 leur interface avec un catalyseur. Les exceptionnelles propri\u00e9t\u00e9s semi-conductrices ou m\u00e9talliques des tubes monoparoi d\u00e9pendent de la fa\u00e7on dont ils sont enroul\u00e9s autour de leur axe, leur chiralit\u00e9. Celle-ci est d\u00e9termin\u00e9e au cours de leur croissance qui proc\u00e8de en g\u00e9n\u00e9ral par d\u00e9p\u00f4t chimique en phase vapeur. Une synth\u00e8se s\u00e9lective permettrait de fabriquer \u00e0 l\u2019\u00e9chelle industrielle diff\u00e9rents dispositifs tirant parti de ces caract\u00e9ristiques, tels que des capteurs, des transistors capables de d\u00e9passer les limites du silicium, ou des c\u00e2bles \u00e9lectriques l\u00e9gers et performants. Elle se heurte encore \u00e0 une compr\u00e9hension limit\u00e9e des m\u00e9canismes de croissance.<\/p>\n

A contre-pied de l\u2019approche classique focalis\u00e9e sur la cin\u00e9tique, nous d\u00e9veloppons un mod\u00e8le thermodynamique de la croissance qui permet de relier l\u2019\u00e9nergie de l\u2019interface tube-catalyseur et la temp\u00e9rature de synth\u00e8se avec la distribution de chiralit\u00e9s des tubes qui en r\u00e9sultent. En plus d\u2019un terme d\u2019\u00e9nergie \u00e9lastique qui p\u00e9nalise les tubes de trop petit diam\u00e8tre, et du terme d\u2019\u00e9nergie d\u2019interface qui cro\u00eet avec le diam\u00e8tre, l\u2019entropie de configuration de la l\u00e8vre du tube joue un r\u00f4le majeur pour stabiliser \u00e0 temp\u00e9rature finie les diff\u00e9rents types de tubes. En son absence, seuls des tubes dits \u00ab\u00a0zig-zag\u00a0\u00bb ou \u00ab\u00a0armchair\u00a0\u00bb seraient stables.<\/p>\n

Exp\u00e9rimentalement, la recherche d\u2019un syst\u00e8me catalytique permettant une synth\u00e8se s\u00e9lective des nanotubes s\u2019oriente vers l\u2019utilisation de nanoparticules d\u2019alliages, \u00e9ventuellement solides, mais proc\u00e8de souvent par essai et erreur. Notre approche permet d\u2019expliquer les distributions chirales fr\u00e9quemment observ\u00e9es et leur \u00e9volution en temp\u00e9rature. En prenant en compte de la nature chimique du catalyseur par le biais des \u00e9nergies interfaciales, le mod\u00e8le propos\u00e9 permet d\u2019\u00e9tablir des cartes structurales et des diagrammes de phase, qui serviront \u00e0 guider un choix rationnel de catalyseurs et de param\u00e8tres de croissance vers une meilleure s\u00e9lectivit\u00e9.<\/p>\n

Entropy-driven stability of chiral single-walled carbon nanotubes Y. Magnin, H. Amara, F. Ducastelle, A. Loiseau, C. Bichara Science, 2018, 362, 212-215<\/p>\n

Contact\u00a0:<\/i>\u00a0<\/strong>Christophe Bichara, Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille (CINaM), bichara@cinam.univ-mrs.fr\"Une<\/a><\/p>\n

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Pour plus d\u2019information<\/a><\/p>\n

Cet article a \u00e9t\u00e9 mis en ligne sur le site web de l\u2019INP
\nhttp:\/\/www.cnrs.fr\/inp\/spip.php?art…<\/a><\/p>\n

De plus, il sera prochainement mis en \u00e9vidence dans la lettre \u00e9lectronique\u00a0En Direct des labos<\/a>\u00a0et sera relay\u00e9 \u00e9galement sur le compte twitter de l\u2019INP (@inp_cnrs).<\/p>\n<\/div>\n

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