Des spécialistes de l'Institut central d'aérohydrodynamique (TsAGI) ont élaboré et breveté de nouveaux procédés d'obtention de fullerènes [1], de tubes de carbone et de diamants de haute qualité à l'aide d'une installation compacte. Les procédés brevetés permettent d'obtenir des nanomatériaux de carbone de meilleure qualité, tout en diminuant la quantité de travail requise à cette fin.
En quoi consiste cette nouvelle technique ? Deux mélanges composés, dans des proportions diverses, d'une substance contenant du carbone (de l'acétylène ou du kérosène) et d'un oxydant sont introduits dans une chambre spéciale. Un des mélanges y pénètre à travers une buse [2], et les deux flux sont intensivement mélangés. Puis on envoie dans la chambre un excitateur spécial, créant une explosion et, sur le front de l'onde de détonation, il se forme des clusters de carbone : des groupements de quelques atomes de carbone. Le produit de la détonation sort de la chambre et, après un rapide refroidissement, il se cristallise : on obtient alors un carbone présentant une nanostructure. Pendant que les clusters de carbone se cristallisent, on réitère le processus avec un nouveau mélange.
Le procédé, breveté, donne la possibilité d'obtenir des fullerènes, des nanotubes et des diamants d'une qualité supérieure à celle obtenue avec les techniques utilisées précédemment. Les diamants artificiels ainsi obtenus contiennent moins d'impuretés, car les produits de la détonation ne demeurent que brièvement dans la chambre. Par ailleurs, la quantité de travail nécessaire pour fabriquer des nanomatériaux de carbone s'avère moins importante, et la nouvelle installation pour les obtenir se distingue par sa compacité.
Les fullerènes, les tubes de carbone et les diamants sont utilisés comme adjuvants [3] pour modifier d'autres matériaux et en obtenir de nouvelles propriétés. Les principaux domaines d'application des nanomatériaux de carbone sont la microélectronique et l'optique ainsi que, peut-être, à terme, la médecine. Des espoirs particuliers reposent également sur leur utilisation dans l'aéronautique, pour réduire la masse des aéronefs et améliorer la furtivité des appareils militaires. Les nanotechnologies permettent, par ailleurs, d'élaborer des instruments aéronautiques de haute précision pour mesurer la température et la pression.
[3] : Un adjuvant est quelque chose ou quelqu'un qui aide à l'accomplissement d'un processus.
