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Synthèse des nanotubes de carbone

Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité électrique élevée, faible masse volumique, résistance mécanique remarquable, excellente résistance à la corrosion…) et peuvent être filés sous forme de câble.

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Leur utilisation contribuerait à réduire notre dépendance aux métaux, notamment le cuivre et l'aluminium, utilisés dans les câbles métalliques pour le transport de l'électricité, qui sont des ressources limitées et dont l'extraction a un impact environnemental significatif. Ils pourraient aussi ouvrir la voie à de nouvelles applications dans des secteurs clés tels que l’aérospatiale, l’automobile, les textiles intelligents, la défense et les énergies renouvelables.
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Bloc de forêt de nanotubes de carbone de 260 μm de long observé au microscope

Bloc de forêt de nanotubes de carbone de 260 μm de long observé au microscope électronique à balayage (MEB). Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité électrique élevée, faible masse volumique, résistance mécanique remarquable, excellente résistance à la corrosion…) et peuvent être filés sous forme de câble. Leur utilisation contribuerait à réduire notre dépendance aux métaux, notamment le cuivre et l'aluminium, utilisés dans les câbles métalliques pour le…

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Bloc de forêt de nanotubes de carbone de 260 μm de long observé au microscope
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Installation d'un substrat en silicium sur une plaque tournante

Installation d'un substrat en silicium sur une plaque tournante. Celui-ci est maintenu par vide pour procéder au dépôt d’une solution de nanoparticules de fer par enduction centrifuge ("spin coating"), afin de synthétiser des nanotubes de carbone (NTC). Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité électrique élevée, faible masse volumique, résistance mécanique remarquable, excellente résistance à la corrosion…) et peuvent être filés sous forme de câble. Leur…

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Installation d'un substrat en silicium sur une plaque tournante
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Installation d'un substrat en silicium sur une plaque tournante

Installation d'un substrat en silicium sur une plaque tournante. Celui-ci est maintenu par vide pour procéder au dépôt d’une solution de nanoparticules de fer par enduction centrifuge ("spin coating"), afin de synthétiser des nanotubes de carbone (NTC). Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité électrique élevée, faible masse volumique, résistance mécanique remarquable, excellente résistance à la corrosion…) et peuvent être filés sous forme de câble. Leur…

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Installation d'un substrat en silicium sur une plaque tournante
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Dépôt d’une solution de nanoparticules d’oxyde de fer par enduction centrifuge ("spin-coating")

Dépôt d’une solution de nanoparticules d’oxyde de fer par enduction centrifuge ("spin-coating"), pour synthétiser des nanotubes de carbone (NTC). Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité électrique élevée, faible masse volumique, résistance mécanique remarquable, excellente résistance à la corrosion…) et peuvent être filés sous forme de câble. Leur utilisation contribuerait à réduire notre dépendance aux métaux, notamment le cuivre et l'aluminium, utilisés dans…

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Dépôt d’une solution de nanoparticules d’oxyde de fer par enduction centrifuge ("spin-coating")
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Insertion d'un substrat en silicium recouvert de nanoparticules de fer dans un four tubulaire

Insertion d'un substrat en silicium recouvert de nanoparticules de fer sur une règle en quartz à l’intérieur du tube en quartz d'un four tubulaire. L’ensemble sera ensuite chauffé à haute température (700-900 °C) pendant 3 heures, et un mélange de gaz (transporteur de gaz, source de carbone) sera injecté pour initier la synthèse des nanotubes de carbone. Cette technique de synthèse est appelée "dépôt chimique en phase vapeur" (ou CVD). Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles…

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Insertion d'un substrat en silicium recouvert de nanoparticules de fer dans un four tubulaire
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Four tubulaire contenant un substrat de silicium recouvert de nanoparticules d'oxyde de fer

Four tubulaire, vu de profil, contenant un substrat de silicium recouvert de nanoparticules d'oxyde de fer, placé sur une règle de quartz. L’ensemble est chauffé à haute température (600-1000 °C), pendant 3 heures, puis un mélange de gaz (transporteur de gaz, source de carbone) est injecté pour initier la synthèse des nanotubes de carbone. Cette technique de synthèse est appelée CVD : "dépôt chimique en phase vapeur" Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité…

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Four tubulaire contenant un substrat de silicium recouvert de nanoparticules d'oxyde de fer
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Forêt de nanotube de carbone vue du dessus

Forêt de nanotube de carbone vue du dessus. Ce matériau a été synthétisé par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) à partir d’un substrat de silicium recouvert de nanoparticules, puis chauffé à haute température (600-1000 °C) dans un four tubulaire où un mélange de gaz a entraîné la croissance de nanotubes de carbone. Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité électrique élevée, faible masse volumique, résistance mécanique remarquable, excellente résistance à la…

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Forêt de nanotube de carbone vue du dessus
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Forêt de nanotube de carbone vue du dessus

Forêt de nanotube de carbone vue du dessus. Ce matériau a été synthétisé par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) à partir d’un substrat de silicium recouvert de nanoparticules, puis chauffé à haute température (600-1000 °C) dans un four tubulaire où un mélange de gaz a entraîné la croissance de nanotubes de carbone. Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité électrique élevée, faible masse volumique, résistance mécanique remarquable, excellente résistance à la…

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Forêt de nanotube de carbone vue du dessus
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Observation d'une forêt de nanotube de carbone

Observation d'une forêt de nanotube de carbone. Ce matériau a été synthétisé par dépôt chimique à phase vapeur (CVD) à partir d’un substrat de silicium recouvert de nanoparticules, puis chauffé à haute température (600-1000 C°) dans un four tubulaire où un mélange de gaz a entraîné la croissance de nanotubes de carbone. Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité électrique élevée, faible masse volumique, résistance mécanique remarquable, excellente résistance à la…

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Observation d'une forêt de nanotube de carbone
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Vérification et réglage du microscope électronique en transmission (MET)

Vérification et réglage du microscope électronique en transmission (MET). Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité électrique élevée, faible masse volumique, résistance mécanique remarquable, excellente résistance à la corrosion…) et peuvent être filés sous forme de câble. Leur utilisation contribuerait à réduire notre dépendance aux métaux, notamment le cuivre et l'aluminium, utilisés dans les câbles métalliques pour le transport de l'électricité, qui sont des…

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Vérification et réglage du microscope électronique en transmission (MET)
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Insertion d’une grille contenant des nanotubes de carbone pour les observer au microscope

Insertion d’une grille contenant des nanotubes de carbone pour les observer au microscope électronique en transmission (MET) avec une résolution élevée, pouvant aller jusqu'à l'échelle atomique. Cela permet d'étudier la structure cristalline, les défauts, les détails morphologiques des nanotubes, ainsi que leur composition, et leurs propriétés. Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité électrique élevée, faible masse volumique, résistance mécanique remarquable,…

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Insertion d’une grille contenant des nanotubes de carbone pour les observer au microscope
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Insertion d’une grille contenant des nanotubes de carbone pour les observer au microscope

Insertion d’une grille contenant des nanotubes de carbone pour les observer au microscope électronique en transmission (MET) avec une résolution élevée, pouvant aller jusqu'à l'échelle atomique. Cela permet d'étudier la structure cristalline, les défauts, les détails morphologiques des nanotubes, ainsi que leur composition, et leurs propriétés. Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité électrique élevée, faible masse volumique, résistance mécanique remarquable,…

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Insertion d’une grille contenant des nanotubes de carbone pour les observer au microscope
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Observation et caractérisation de la structure des nanotubes de carbone au microscope

Observation et caractérisation de la structure des nanotubes de carbone au microscope électronique en transmission (MET) (diamètre, nombre de parois des nanotubes de carbone, défauts…). Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité électrique élevée, faible masse volumique, résistance mécanique remarquable, excellente résistance à la corrosion…) et peuvent être filés sous forme de câble. Leur utilisation contribuerait à réduire notre dépendance aux métaux, notamment…

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Observation et caractérisation de la structure des nanotubes de carbone au microscope
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Alignement de nanotubes de carbone composant une forêt de nanotubes de carbone, vu par microscopie

Alignement de nanotubes de carbone composant une forêt de nanotubes de carbone, vu par microscopie électronique à balayage (MEB). Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité électrique élevée, faible masse volumique, résistance mécanique remarquable, excellente résistance à la corrosion…) et peuvent être filés sous forme de câble. Leur utilisation contribuerait à réduire notre dépendance aux métaux, notamment le cuivre et l'aluminium, utilisés dans les câbles…

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Alignement de nanotubes de carbone composant une forêt de nanotubes de carbone, vu par microscopie
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Craquelure vue du dessus d’une forêt de nanotube de carbone, par microscopie électronique à balayage

Craquelure vue du dessus d’une forêt de nanotube de carbone, par microscopie électronique à balayage (MEB). Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité électrique élevée, faible masse volumique, résistance mécanique remarquable, excellente résistance à la corrosion…) et peuvent être filés sous forme de câble. Leur utilisation contribuerait à réduire notre dépendance aux métaux, notamment le cuivre et l'aluminium, utilisés dans les câbles métalliques pour le…

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Craquelure vue du dessus d’une forêt de nanotube de carbone, par microscopie électronique à balayage
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Usinage au MEB-FEG dans un substrat en silicium

Usinage au microscope électronique à balayage avec un canon à émission de champ (MEB-FEG) dans un substrat en silicium ayant servi à synthétiser des nanotubes de carbone (NTC). La forêt de nanotube a été enlevée du substrat à la fin de la synthèse par dépôt en phase vapeur (CVD). Ce forage permet de voir si les nanoparticules déposées par enduction centrifuge ("spin-coating") sont restées à la surface du substrat ou si elles ont diffusé dans le substrat. Les nanotubes de carbone ont des…

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Usinage au MEB-FEG dans un substrat en silicium
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Nanotubes de carbone composant une forêt, par microscopie électronique à balayage (MEB).

Nanotubes de carbone composant une forêt, par microscopie électronique à balayage (MEB). Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité électrique élevée, faible masse volumique, résistance mécanique remarquable, excellente résistance à la corrosion…) et peuvent être filés sous forme de câble. Leur utilisation contribuerait à réduire notre dépendance aux métaux, notamment le cuivre et l'aluminium, utilisés dans les câbles métalliques pour le transport de l'électricité…

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Nanotubes de carbone composant une forêt, par microscopie électronique à balayage (MEB).
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Forêt de nanotube de carbone vue du dessus, par microscopie électronique à balayage (MEB).

Forêt de nanotube de carbone vue du dessus, par microscopie électronique à balayage (MEB). Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité électrique élevée, faible masse volumique, résistance mécanique remarquable, excellente résistance à la corrosion…) et peuvent être filés sous forme de câble. Leur utilisation contribuerait à réduire notre dépendance aux métaux, notamment le cuivre et l'aluminium, utilisés dans les câbles métalliques pour le transport de l…

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Forêt de nanotube de carbone vue du dessus, par microscopie électronique à balayage (MEB).
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Fibre obtenue par filage de millions de nanotubes de carbone

Fibre obtenue par filage de millions de nanotubes de carbone observé au microscope électronique à balayage avec un canon à émission de champ (MEB-FEG). Les nanotubes de carbone ont des propriétés exceptionnelles (conductivité électrique élevée, faible masse volumique, résistance mécanique remarquable, excellente résistance à la corrosion…) et peuvent être filés sous forme de câble. Leur utilisation contribuerait à réduire notre dépendance aux métaux, notamment le cuivre et l'aluminium, utilisés…

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Fibre obtenue par filage de millions de nanotubes de carbone

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