Cultivez vos propres nanotubes

Une illustration de détergent à lessive, de sel, de bicarbonate de soude et de nanotubes Katie Benn

Le bicarbonate de soude, le sel de table et le détergent sont des ingrédients étonnamment efficaces pour la cuisson des nanotubes de carbone. Une équipe de chercheurs du MIT a découvert que de tels ingrédients ménagers contenant du sodium peuvent catalyser la croissance des nanotubes de carbone, ou NTC, à des températures bien inférieures à celles requises par les catalyseurs traditionnels, même si un four domestique ne serait pas assez chaud pour le faire fonctionner. La découverte pourrait permettre aux NTC de se développer sur une foule de matériaux qui fondraient à des températures plus élevées, tels que des polymères et d'autres substances, offrant un moyen de rendre ces matériaux plus solides.

Au microscope électronique, les nanotubes de carbone ressemblent à des cylindres creux de grillage. Chaque tube est constitué d'un réseau enroulé d'atomes de carbone disposés de manière hexagonale. La liaison entre les atomes de carbone est extraordinairement forte, et lorsqu'elles sont modelées dans un réseau plat (comme dans le graphène) ou un réseau en forme de tube (comme dans un CNT), de telles structures peuvent avoir une rigidité et une résistance exceptionnelles.

Les chercheurs développent généralement des NTC par dépôt chimique en phase vapeur, dans lequel un matériau tel qu'une plaquette de silicium est recouvert d'un catalyseur - généralement un composé à base de fer - et placé dans un four, à travers lequel circulent des gaz contenant du carbone. À des températures proches de 800 °C, le fer commence à extraire des atomes de carbone du gaz, formant des nanotubes verticaux.

Les chercheurs du MIT expérimentaient des façons de cultiver des NTC lorsqu'ils ont remarqué qu'un lot produisait des résultats différents de ce à quoi ils s'attendaient. Les tubes avaient l'air un peu bizarre, dit le professeur d'aéro--astro Brian Wardle. Il s'avère qu'une petite quantité de sodium, que nous soupçonnions d'être inactif, était en fait à l'origine de toute la croissance.

Ils ont testé une gamme de composés contenant du sodium, notamment du bicarbonate de soude, du sel de table et des pastilles de détergent, des ingrédients qu'ils auraient pu acheter chez LaVerde's, le dépanneur du centre étudiant. Finalement, ils sont passés à des versions purifiées de ces composés.

Alors que les catalyseurs au fer forment des nanotubes de carbone à environ 800 °C, ils ont découvert que les catalyseurs au sodium le faisaient à environ 480 °C. Et après environ 15 à 30 minutes dans le four, le sodium s'est tout simplement vaporisé, laissant derrière lui des nanotubes de carbone creux.

Nous prévoyons qu'avec le sodium, il est possible d'obtenir des tubes de haute qualité à l'avenir, déclare Richard Li, étudiant diplômé en aéro-astro, auteur principal de l'étude. Même si vous deviez utiliser du bicarbonate de soude Arm & Hammer ordinaire, cela devrait fonctionner.

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