Nanotube
Définition
Un nanotube est une structure cylindrique d'un diamètre d'environ 1 à 100 nm. Les nanotubes de carbone possèdent de superbes propriétés mécaniques et physiques et sont considérés comme des éléments de base idéaux pour la construction de fibres et de composites à hautes performances et multifonctionnels.
Des nanotubes :
Dans une fibre de carbone, les nanotubes discrets sont bien alignés dans la direction longitudinale de la fibre et densément emballés dans la direction radiale, ce qui facilite grandement les interactions entre les nanotubes adjacents et donne lieu à des fibres de carbone hautes performances.
Explications
Depuis le début du 21ème siècle, des efforts considérables ont été déployés par des chercheurs du monde entier pour développer une fibre continue à base de nanotubes de carbone, qui est devenue un nouveau membre unique de la famille des fibres de carbone. Contrairement au carbone et à d'autres fibres avancées, la recherche et le développement des fibres en nanotubes de carbone en sont encore à leurs balbutiements.
Les nanotubes de carbone ont été à la frontière de la recherche en nanotechnologie au cours des deux dernières décennies. L'intérêt pour les nanotubes de carbone est dû à leurs propriétés physiques et chimiques uniques, qui surpassent celles de la plupart des autres matériaux.
L'utilisation des nanotubes de carbone dans les matériaux composites doit être soigneusement contrôlée et optimisée pour minimiser les risques potentiels pour la santé.
Nanotubes de carbone dans les nanocomposites
Les nanotubes de carbone ont des valeurs de module élastique, de résistance et de déformation à la rupture plus élevées que celles des fibres de carbone, qui sont utilisées pour renforcer les matériaux composites à matrice polymère et à matrice carbone. Par conséquent, les nanocomposites polymères à base de nanotubes de carbone devraient avoir des propriétés matérielles supérieures par rapport au CFRC.
La dispersion uniforme des nanotubes de carbone dans la matrice polymère est essentielle pour la fabrication de nanocomposites avec le renforcement bien réparti, c'est-à-dire les SWCNT ou les MWCNT. L'adhérence interfaciale entre la matrice polymère et les nanotubes de carbone est importante pour le transfert efficace de contrainte ou de charge, et pour améliorer les propriétés matérielles des nanocomposites.
La résistance au cisaillement interfacial de l'interface matrice polymère-nanotube de carbone peut caractériser la force d'adhérence de l'interface. L'adhésion interfaciale peut être basée sur une liaison covalente ou non covalente. La liaison non covalente est le résultat d'interactions de van der Waals entre des surfaces atomiques adjacentes.
La surface discrète des nanotubes de carbone est couverte par les distributions locales d'électrons π, qui interagissent avec la structure moléculaire environnante de l'interface matricielle. Les nanotubes de carbone peuvent être fonctionnalisés par différents groupements moléculaires afin de former la liaison covalente entre les chaînes polymères de la matrice et les atomes de surface des SWCNT ou MWCNT.
La force de l'adhérence interfaciale associée à la liaison covalente dépend de la densité des liaisons covalentes le long de la surface des nanotubes de carbone. Plus le nombre de liaisons covalentes par unité de surface est élevé, plus la résistance des interfaces à l'échelle nanométrique est élevée.
Synonymes, antonymes
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