La physique

3 utilisations futuristes des nanotubes de carbone

3 utilisations futuristes des nanotubes de carbone

Les nanotubes de carbone révolutionnent actuellement de nombreux domaines, notamment la nanotechnologie, les appareils électroniques personnalisés, l'optique, l'électronique et d'autres domaines de la science et de la technologie des matériaux en raison de leur cadre et de leurs propriétés uniques. Les nanotubes de carbone ont une structure longue et étroite avec des parois formées par des feuilles de carbone d'un atome d'épaisseur, appelées graphène. Ce sont presque les tubes les plus minces qui puissent être façonnés à partir de la nature. Ils ont des propriétés thermiques, mécaniques et électriques inhabituelles qui les rendent idéaux pour une grande variété d'applications.

Electronique flexible

Une course est en cours pour créer une électronique flexible et pliable avec des nanotubes de carbone qui pourraient éventuellement remplacer l'électronique actuelle qui est faite de matériaux plus fragiles. De nombreux chercheurs du monde entier expérimentent diverses méthodes pour développer des nanotubes de carbone destinés à la production de masse. Il y a quelques problèmes qui empêchent l’adoption généralisée des nanotubes de carbone: il n’est pas rentable de fabriquer des tubes très purs et ils ne sont pas emballés assez densément sur le substrat.

Deux chercheurs de l'Université du Wisconsin, Gopalan et Arnold, ont mis au point une technique de développement de nanotubes de carbone nouvellement améliorée appelée auto-assemblage par évaporation flottante, ou FESA. Cette technique résout un problème de densité de tassement qui a empêché l'adoption généralisée des nanotubes de carbone dans l'électronique flexible. L'équipe travaille actuellement avec des entreprises pour accélérer l'adoption de cette technologie. De nombreux autres chercheurs ont également fait d'autres percées.

[Source de l'image: Wikimédia]

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Nez bioélectrique

À l'avenir, les chiens renifleurs pourraient être remplacés par des hybrides de protéines réceptrices olfactives et de transistors à nanotubes de carbone, appelés nez bioélectroniques. Croyez-le ou non, un groupe de chercheurs dirigé par Charlie Johnson travaille à la création d'un transistor à nanotubes de carbone capable de «sentir». Ce groupe transfère les propriétés de détection des protéines biologiques des souris aux appareils électroniques. C'est ce qu'on appelle la bionanotechnologie, une forme de la biologie et de l'interfaçage électronique, le genre que vous lisez dans les romans de science-fiction quand vous étiez enfant.

Johnson, professeur de physique et d'astronomie à l'Université de Pennsylvanie a déclaré:

«Nous étions motivés pour créer des hybrides bioélectroniques où il existe une liaison chimique soigneusement conçue entre les OR [protéines réceptrices olfactives] et le dispositif à nanotubes, ainsi qu'un environnement de type membrane conçu pour la salle d'opération.» ~ Michael Berger de Nanowerk

Le nez bioélectrique qu'ils ont conçu avait une durée de vie de plusieurs mois, ce qui est considérablement plus long qu'on ne le pensait auparavant. Johnson admet qu'il existe encore des défis majeurs pour faire d'un nez bioélectronique une réalité. La purification des protéines réceptrices olfactives du système d'expression cellulaire est très problématique.

[Source de l'image: Wikimédia]

Nanospeakers

Nous pourrions bientôt avoir un vêtement ou tout autre objet ordinaire capable de faire du son. Des nanospeakers ont été fabriquées avec succès à partir de feuilles de nanotubes ultra-minces et flexibles par une équipe de chercheurs chinois.

Pour comprendre comment ces nanospeakers fonctionnent, vous devez d'abord comprendre comment le tonnerre est créé parce que les nanospeakers sont guidées par les mêmes principes. Vous entendez le tonnerre après un éclair pour une raison. Voici pourquoi: lorsqu'un éclair se propage du nuage et frappe le sol, un trou dans l'air s'ouvre, appelé canal. Une fois la lumière disparue, l'air retombe et crée une onde sonore que nous entendons comme le tonnerre.

Dans les nanospeakers, lorsqu'un courant électrique est appliqué aux tubes, l'air est chauffé et dilaté, ce qui provoque la création d'ondes sonores. C'est ce qu'on appelle l'effet thermoacoustique et il est différent de la physique derrière les haut-parleurs standard. Les haut-parleurs conventionnels génèrent du son à partir des vibrations des molécules d’air, mais le nanospeaker n’émet pas du tout de vibrations. Lisez une description détaillée de ces nanospeakers ici.

Quel type d'objet aimeriez-vous voir dans le futur avec des capacités de génération de sons? Les iPod seront-ils remplacés par des vestes infusées de nanospeaker? Après une longue journée de travail, allez-vous vous enfoncer dans votre confortable fauteuil inclinable et écouter votre chaise pendant qu'elle joue votre chanson préférée? L’avenir va être bizarre, c’est sûr.

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Écrit par Leah Stephens


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