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Des feuilles de nanotubes de carbone ultraminces ouvrent de nouvelles perspectives dans les nanotechnologies
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Des chercheurs américains et australiens viennent de réussir l'exploit de fabriquer des feuilles de nanotubes de carbone ultraminces au rythme de 7 mètres par minute, ouvrant ainsi la voie à de nombreuses applications industrielles dans des domaines aussi divers que l'automobile, l'électronique, l'énergie, la médecine ou le textile. Découverts en 1991 par le Japonais Sumio Lijima, les nanotubes de carbone sont de minuscules structures filiformes artificielles, mille fois plus longues que larges, dont le diamètre avoisine le milliardième de mètre (autrement dit un nanomètre, d'où leur nom). Leurs propriétés physiques extraordinaires ont tout de suite stimulé la curiosité des scientifiques. Ces nanomatériaux emblématiques sont en effet dix fois plus légers que l'acier tout en étant cinq fois plus résistants que lui, possèdent une élasticité et une flexibilité à toute épreuve et sont d'excellents conducteurs électriques et thermiques. Mais jusqu'à présent, leur utilisation était limitée par l'impossibilité d'en obtenir de grandes quantités à moindre coût. Cet obstacle vient d'être surmonté aujourd'hui grâce à un procédé mis au point par huit chercheurs du Nanotech Institute de l'université de Dallas (Texas) et de la Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (Csiro), basée en Australie. L'équipe dirigée par le physicien Mei Zhang, du Nanotech Institute, est partie de structures «autoassemblées» par des processus chimiques dans lesquelles les nanotubes de carbone sont rigoureusement alignés comme des arbres dans une forêt.
En les étirant au moyen de divers dispositifs manuels et mécaniques, ils ont ensuite obtenu, à un rythme compris entre 1 et 7 mètres par minute, des feuilles de nanotubes de quelques centimètres de large et de quelques dizaines de nanomètres d'épaisseur, absolument transparentes et d'une résistance extraordinaire. Les chercheurs ont montré que ces nanofilms pouvaient supporter sans se déformer des gouttelettes de différents liquides (eau, jus d'orange, jus de pamplemousse) dont la masse est 50 000 fois supérieure à celle de la portion de feuille sur laquelle elles reposent. Soit des performances nettement supérieures à celles de l'acier.
Ces longs rubans de nanotubes devraient entrer dans de nombreuses applications : écrans de télévision souples, vitres chauffantes de voitures, muscles artificiels, diodes émettrices de lumière, batteries pour mobiles et portables ultraperformantes. Pour Ray Baughman, du Nanotech Institute, coauteur de l'étude, «rarement l'amélioration d'un procédé aura paru si simple qu'une commercialisation rapide semble déjà possible, et rarement une avancée aura démontré aussi vite autant d'applications futures.»
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