Le National Insitute for Standards and Technology (NIST) en collaboration avec la NASA, vient de publier un guide pratique focalisé sur les différentes techniques d'analyse qui permettent d'étudier et de déterminer le niveau de pureté d'échantillons de de nanotubes de carbone monofeuillets (single-walled carbon nanotubes, SWCNT).
Un des objectifs du NIST est de contribuer au développement de l'économie en proposant des technologies nouvelles, des outils pour la métrologie, et en développant des standards en partenariat avec l'industrie. Les guides de la série "NIST recommended practice guide" sont ainsi des "how to" qui sont publiés régulièrement et qui portent sur des sujets industriellement prometteurs. Ces guides montrent comment mesurer efficacement, ce qu'il faut mesurer, quelles techniques utiliser, comment interpréter les résultats. Ces documents sont gratuits et téléchargeables sur le site internet du NIST.
Les nanotubes de carbone sont certainement les nano-objets qui paraissent les plus prometteurs en terme d'applications industrielles, et ce dans des domaines très divers, comme les matériaux composites, la nanoélectronique ou encore la médecine. Dans tous les domaines, la qualité du matériau utilisé est essentielle, voire déterminante. On sait cependant que les différents procédés de synthèse utilisés produisent des échantillons de SWCNT dans lesquels les taux d'impuretés peuvent être relativement importants, ce sont par exemple des agglomérats d'une autre forme de carbone, amorphe ou graphitique, ou des nanoparticules métalliques résultant du catalyseur utilisé. La présence de ces impuretés nécessite d'utiliser des moyens de purification sophistiqués et coûteux qui augmentent sensiblement le coût de production et limitent les applications de ces matériaux. Pour progresser dans les méthodes de synthèse et de purification, il est nécessaire de disposer de méthodes d'évaluation de la pureté fiables et très précises, qui soient relativement faciles à mettre en oeuvre avec des équipements qui sont disponibles dans la plupart des laboratoires de recherche. L'objectif du guide publié par le NIST est de présenter un certain nombre de techniques adaptées à la qualification de la pureté des SWNT et de proposer des protocoles d'analyse. Les techniques présentées incluent l'analyse thermo gravimétrique (mesure de la variation de masse d'un échantillon en fonction de la température), la spectroscopie proche infrarouge, la spectroscopie Raman, la microscopie à balayage électronique.
Des chercheurs du Johnson Space Center de la NASA (Houston, Texas), de University of California at Riverside, de Boston University et du Langley Research Center de la NASA (Hampton, Virginie) ont contribué à l'élaboration de ce guide de 80 pages. Les méthodes et techniques présentées dans ce guide sont proposées pour être reconnues comme standards internationaux pour la caractérisation des SWCNT. Des discussions sont en cours entre les Etats-Unis, la Chine, le Japon et la Corée pour permettre de faire labelliser ces standards par l'International Organization of Standardization (ISO).
