Production de nanotubes – Installation de recherche

Capacités et compétences

Les nanotubes (de carbone, de nitrure de bore ou de divers mélanges) sont des matériaux de pointe présentant de nombreux avantages sur les matériaux de nature plus classique, dont les suivants :

• leurs propriétés mécaniques sont sans équivalent (robustesse, rigidité, résistance)
• on peut les filer en fibres et en fil
• on peut en faire du papier ou des pellicules
• ils conduisent très bien l'électricité (la conductivité des nanotubes de carbone dépasse celle du cuivre, par exemple)
• ils conduisent très bien la chaleur (mieux que n'importe quel matériau connu, ou presque)
• ils sont très stables chimiquement
• ils possèdent des propriétés électroniques et optiques uniques
• ils sont biocompatibles
• ils sont ignifuges
• ils sont moins susceptibles au bris mécanique et suppriment les interférences électromagnétiques
• une proportion de nanotubes aussi infime que 0,1 % du poids total suffit pour tirer parti de certaines de ces précieuses propriétés

Des propriétés sur mesure pour vos applications

Le CNRC possède une vaste expérience dans la synthèse, la manipulation et le conditionnement des nanotubes, ainsi que dans leur intégration aux composites. Ses chimistes et ses ingénieurs peuvent adapter les propriétés ultimes du composite auquel sont ajoutés les nanotubes afin de satisfaire aux exigences d'une application particulière. Le CNRC dispose aussi des procédés nécessaires pour fabriquer des feuilles et des pellicules de nanotubes purs, et a entrepris de mettre au point des procédés qui créeront des fibres pures et composites.

Performance et essais

Le CNRC est reconnu pour son expertise technique dans la conception, la formulation, la fabrication et l'essai des matériaux. Des capacités aussi étendues permettent à sa clientèle de mieux saisir les propriétés mécaniques et physiques du matériau à nanotubes. Ainsi, l'essai des laminés en composites renforcés de fibres révèle qu'on peut accroître la résistance aux fractures des laminés en fibres de carbone et améliorer leur réaction aux impacts à faible vitesse en y ajoutant à peine 0,1 % (selon le poids) de nanotubes de carbone monofeuillet (SWCNT).

Voici quelques exemples supplémentaires des applications des nanotubes au CNRC.

• Matériaux armés légers pour protéger soldats et agents de sécurité contre les bombes artisanales et l'impact des balles.
• Matériaux transparents renforcés tels les boucliers, les fenêtres et les lunettes de sécurité.
• Articles de sports moins lourds ou plus résistants (bâtons de hockey ou de baseball, équipement de protection).
• Adhésifs nanomodifiés pour fixer les structures dans les secteurs de l'aéronautique et de l'automobile.
• Détection et surveillance intégrées en médecine.
• Dispositifs électroniques et optoélectroniques.
• Polymères et composites multifonctionnels.
• Applications à base de composites de carbone légers pour les transports.
• SWCNT ultraconducteurs pour les applications éconergétiques.
• Produits de papier améliorés qui sont de surplus ignifuges et conducteurs.

Étalons pour l'évaluation des produits et le contrôle de la qualité

Les laboratoires du Canada et d'autres pays peuvent recourir aux matériaux de référence certifiés du CNRC comme étalons pour évaluer les produits renfermant des SWCNT et en vérifier la qualité sur le plan de la performance.

Caractérisation

Le CNRC possède les outils et l'expertise nécessaires pour caractériser les nanotubes, de leur synthèse à la fabrication du composite final. Nous proposons un éventail complet d'analyses chimiques et physiques ainsi que la caractérisation des nanotubes et des matériaux qui en renferment.

Pourquoi collaborer avec nous

L'installation de production de nanotubes du CNRC, à Ottawa (Ontario), fabrique des matériaux de qualité supérieure à un niveau de production mis à l'échelle.

Aucune autre installation au monde ne produit autant de nanotubes en nitrure de bore, soit jusqu'à 10 grammes à l'heure.

L'installation fabrique aussi jusqu'à deux grammes de nanotubes de carbone monofeuillet à la minute, c'est-à-dire un kilo par jour.

Le CNRC propose des services de fabrication et de prototypage pour des applications bien concrètes de ces mat\xC3\xA9riaux de pointe. Son approche intégrée est celle d'un « guichet unique » réunissant la synthèse, la caractérisation et l'intégration chimique des nanotubes, la fabrication de structures et les essais.

Les nanotubes produits peuvent s'intégrer aux matériaux thermodurcissables, aux thermoplastiques, aux élastomères, aux aramides et aux matériaux inorganiques tels les métaux et les céramiques.