Comment les nanotubes se réparent tout seuls
Publié par Michel le 13/02/2007 à 00:00
Source: American Institut of Physics
Illustration: Ding et al., Physical Review Letters
La faculté qu'ont les nanotubes de carbone de se réparer eux-mêmes est dorénavant expliquée et a pu être modélisée en détail. Ces tubes, épais parfois de seulement un nanomètre et longs de quelques microns, figurent parmi les matériaux les plus résistants mais également les plus flexibles connus. Lorsqu'ils présentent une déchirure, provoquée soit par irradiation (En physique nucléaire, l'irradiation désigne l'action d'exposer (volontairement ou accidentellement) un organisme, une substance, d'un corps à un flux de rayonnements ionisants : rayons...), soit par application de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) ou de contraintes extrêmes, ils sont capables de se "recoudre" eux-mêmes sans laisser aucune trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le champ magnétique à petite échelle du Soleil et la géométrie du plasma coronal, à travers des images haute...).

Une nouvelle étude, conduite par des scientifiques de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) Rice, montre que le phénomène à l'origine de cette "guérison (La guérison est un processus biologique par lequel les cellules du corps se régénèrent pour réduire l'espace d'une région endommagée par la nécrose. La...)" est la propagation d'une sorte d'équipe de maintenance de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) glissant. Ce personnel de secours se compose de 10 atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se...) de carbone disposés en pentagone-heptagone se déplaçant le long du tube, et qui obstruent la fissure produite en éjectant des atomes de carbone et en permutant certaines liaisons sur leur parcours. Les atomes de carbone éjectés peuvent éventuellement être réutilisés ailleurs pour d'autres travaux de réparation (voir la figure).


Le comportement microscopique d'un nanotube de carbone qui présente une fissure
ressemble en quelque sorte au mouvement d'une coccinelle. La déchirure est recousue
par un processus mobile dans lequel une structure particulière se propage le long du tube

La réparation d'autres matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) basés sur le carbone, comme les protéines ou l'ADN, est beaucoup plus compliquée et laisse habituellement des marques ou d'autres signes à l'endroit de la réparation. Mais l'ingénieur (« Le métier de base de l'ingénieur consiste à résoudre des problèmes de nature technologique, concrets et souvent complexes, liés à la conception, à la réalisation et à la mise en...) Boris Yakobson de Rice pense que le mécanisme de réparation mis en œuvre dans des nanotubes de carbone pourrait également opérer dans d'autres cas de pavages à deux dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de révolution.), tels que les micelles (réseaux de molécules de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est...) déployées sur un colloïde) ou les microtubules.

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