Production à grande vitesse de rubans de nanotubes

De grandes feuilles transparentes de nanotubes de carbone vont désormais pouvoir être produites à la vitesse de l'éclair. La nouvelle technique devrait permettre aux nanotubes d'être utilisés dans des dispositifs commerciaux comme les systèmes de dégivrage des vitres de voiture ou des écrans flexibles de télévision.

Les nanotubes sont des cylindres minuscules d'atomes de carbone mesurant quelques milliardièmes de mètres de diamètre. Ils sont légers, solides et conducteurs. Mais depuis des années leur potentiel éventuel est supérieur à leur utilisation réelle; les processus complexes nécessaires à la fabrication de dispositifs à partir des nanotubes étaient trop lents et chers pour une production à grande échelle.

Désormais, les nanotubes vont pouvoir être fabriqués en série. L'équipe de Ray Baughman, un chimiste de l'Université du Texas à Dallas, peut produire jusqu'à dix mètres de "nano-ruban" chaque minute, aussi facilement qu'en déroulant une bobine de papier collant (voir la vidéo impressionnante). Ce ruban peut atteindre jusqu'à cinq centimètres de large, et après un lavage simple à l'éthanol possède une épaisseur de 50 nanomètres, ce qui le rend 2.000 fois plus mince qu'une feuille de papier. Les rubans produits sont transparents, flexibles, et conducteurs d'électricité. A masse égale, ils sont plus solides que des tôles d'acier. Un kilomètre carré ne pèserait que 30 kilogrammes ! "C'est fondamentalement un nouveau matériau", indique Baughman.

Une nano-forêt

Les scientifiques ont déjà tissé des nanotubes de carbone dans des fibres et des feuilles depuis plusieurs années. Mais jusqu'ici, la façon la plus commune de fabriquer de grandes feuilles de nanotubes se fondait sur une technique nécessitant des travaux intensifs, plus ou moins identiques aux techniques utilisées par les Egyptiens pour fabriquer des papyrus. Des nanotubes en suspension dans un solvant étaient lentement filtrés afin de créer une natte, qui était ensuite asséchée et littéralement épluchée du filtre.

Au lieu de cela, l'équipe de Baughman commence ses manipulations par une "forêt" de nanotubes longs d'un demi-millimètre collés droits sur une plateforme à base de fer. En tirant doucement à partir du bord de la forêt avec une bande adhésive (ou un Post'It !), une ligne contenant des millions de nanotubes se déracine. Au fur et à mesure que ces nanotubes sont retirés, ils s'enchevêtrent avec la rangée suivante, et ainsi de suite.


Les nanotubes sont emmêlés juste ce qu'il faut pour que le ruban s'accroisse, sans former vers le haut une énorme boule informe. Une forêt d'un centimètre de long de nanotubes peut ainsi produire trois mètres de nano-ruban."C'est absolument magique", s'est exclamé Ian Kinloch, un scientifique des matériaux de l'Université de Cambridge. "Un grand nombre de scientifiques vont maintenant essayer cela avec des Post'It dans leurs propres laboratoires".

Des applications immédiates

Les nanotubes remplacent déjà le graphite dans certains dispositifs commerciaux tels que des batteries. Mais cette technique pourrait désormais propulser beaucoup plus de produits à base de nanotubes sur le marché, selon Kinloch.

Plusieurs applications ont déjà été trouvées. Il est possible de placer un nano-ruban entre deux plaques de plexiglas, par exemple, et d'utiliser la chaleur d'un four à micro-ondes pour souder les couches. Ceci forme une feuille conductrice transparente idéale pour une vitre de voiture équipée d'un système de dégivrage. Ou, comme un cintrage ne changerait pas les propriétés électriques des nanotubes, ils pourraient également être employés pour fournir l'alimentation d'un écran TV enroulable, chose depuis longtemps promise par des nanotechnologistes.