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Fonctionnalisation de surface des nanotubes de carbone à parois multiples et applications

  • April 25,2024.
Les nanotubes de carbone à parois multiples (MWCNT) présentent une résistance exceptionnelle, une conductivité métallique ou semi-conductrice unique, une capacité de stockage d'hydrogène, une capacité d'adsorption et une forte absorption des micro-ondes, ce qui en fait le matériau de choix pour diverses applications de haute technologie dans les domaines de l'aérospatiale, de l'aviation, de l'électronique et de la mécanique. ingénierie. Les principaux défis entravant l’application généralisée des nanotubes de carbone sont leur dispersibilité et leur compatibilité avec les matériaux matriciels, qui peuvent être résolus grâce à la fonctionnalisation de la surface des nanotubes de carbone. La fonctionnalisation de surface des nanotubes de carbone consiste à introduire des groupes fonctionnels sur leurs surfaces pour améliorer leur solubilité, leur dispersibilité et leur compatibilité avec d'autres matériaux. Voici quelques méthodes courantes de fonctionnalisation de surface pour les MWCNT et leurs applications :

1. Carboxylation : l'introduction de groupes fonctionnels carboxyle (-COOH) à la surface des MWCNT améliore leur solubilité, leur dispersibilité et leur compatibilité avec les supports de catalyseurs, les biocapteurs, les systèmes d'administration de médicaments et le préparation de matériaux composites fonctionnels.

2. Hydroxylation : L'introduction de groupes fonctionnels hydroxyle (-OH) à la surface des MWCNT améliore leur solubilité et leur compatibilité avec les systèmes aqueux. Les MWNT hydroxylés trouvent de nombreuses applications dans des domaines biomédicaux tels que la bioimagerie, l'administration de médicaments, la culture cellulaire et l'ingénierie tissulaire.

3. Amination des MWCNT : l'introduction de groupes fonctionnels aminés (-NH2) à la surface des MWCNT confère des caractéristiques similaires à celles des amines. Les MWNT aminés sont largement utilisés dans les biocapteurs, la catalyse, l'électrocatalyse et les appareils électroniques.

4. MWCNT nickelés : le revêtement de la surface des MWCNT avec une couche de nanoparticules de nickel (Ni) améliore leur conductivité et leur stabilité thermique, permettant des applications plus larges dans les appareils électroniques, les capteurs et la catalyse.

5. Graphitisation : Soumettre les MWCNT à un traitement à haute température transforme leur structure en une forme plus proche du graphite, connue sous le nom de MWCNT graphités. Les MWCNT graphités présentent d'excellentes propriétés de conductivité et mécaniques, ce qui les rend adaptés aux applications dans les matériaux conducteurs, les matériaux composites et les supercondensateurs.

En résumé, la fonctionnalisation de surface des MWCNT offre une approche polyvalente pour adapter leurs propriétés et étendre leurs applications à un large éventail d’industries et de domaines.



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