Séparation des nanotubes de carbone métalliques des nanotubes semi-conducteurs
CEA
Les nanotubes sont des structures cylindriques constituées par l'enroulement d'un feuillet de graphite sur lui même. De longueur micrométrique et de diamètre de l'ordre du nanomètre, ils sont utilisés pour l'électronique (grande capacité à véhiculer les électrons), la fabrication de nouveaux matériaux (les nanotubes sont cent fois plus résistants que l'acier et six fois plus légers) ou encore pour des applications biomédicales. Ces structures exclusivement carbonées coexistent sous la forme d'un mélange de tubes aux propriétés métalliques ou semi-conductrices. De nombreuses applications requièrent cependant de pouvoir disposer d'échantillons de nanotubes aux propriétés électroniques homogènes. Il n'existe pas à l'heure actuelle de méthode qui permette la synthèse exclusive d'un type de nanotube. Ainsi, pour disposer d'échantillons aux propriétés électroniques définies, il est nécessaire de séparer les deux espèces à l'issue de leur étape de synthèse.
Le SMMCB a développé une méthode de fonctionnalisation douce des nanotubes de carbone. Le procédé permet la construction de matériaux hybrides par greffage covalent de groupements variés à la surface du nanotube. En outre, en modifiant les conditions opératoires, il est possible de rendre cette réaction sélective vis-à-vis des nanotubes semi-conducteurs qui sont alors préférentiellement fonctionnalisés. Il en résulte une différenciation chimique entre nanotubes métalliques (non fonctionnalisés) et semi-conducteurs (fonctionnalisés). L'introduction sélective d'un groupement à la surface du nanotube permet d'extraire du mélange réactionnel les nanotubes fonctionnalisés (semi-conducteurs) qui deviennent solubles dans des solvants alors que les nanotubes non fonctionnalisés précipitent. Il est ainsi possible de séparer d'un mélange, les nanotubes métalliques des semi-conducteurs.