Chimie de surface des nanotubes de carbone, vers une meilleure dispersion et solubilisation

Résumé

Cette thèse s’inscrit dans le cadre général de la manipulation et de la caractérisation des nanotubes de carbone. En effet, ces nouvelles formes allotropiques du carbone, au centre de nombreuses recherches depuis leur découverte, demeurent mystérieuses. De par leurs caractéristiques de corps noir et de conducteurs ou semi-conducteurs électriques, leur caractérisation reste décrite comme délicate. Quant à leur manipulation, elle se heurte principalement au problème posé par une masse molaire de loin supérieure au million. Ceci explique les problèmes de dispersion et de solubilisation fréquemment rencontrés dans la littérature. Ces mêmes problèmes de dispersion/solubilisation sont aussi la cause des difficultés rencontrées lors de l’incorporation des nanotubes de carbone dans les polymères et ce, malgré les nombreuses recherches ayant eu lieu dans ce sens. Dans de travail, une étude préliminaire de la solubilisation des nanotubes des différents types de nanotubes de carbone non-fonctionnalisés dans les solvants organiques a été menée. Cette étude a eu pour but la mise au point d’un protocole fiable et reproductible pour la mesure de leur solubilité. Une phase de collecte de mesures a ensuite été menée afin de récolter suffisamment de données dans le but de corréler la solubilité des nanotubes de carbone non-fonctionnalisés avec des paramètres physico-chimiques tabulés. L’étroite corrélation entre la solubilité des nanotubes de carbone non-fonctionnalisés et les paramètres de Hansen des solvants utilisés a pu être démontrée. Ceci a dès lors permis certaines applications telles que la séparation des nanotubes de carbone en fonction de leur taille ou la formation de gels de nanotubes. Dans une seconde partie, l’influence de l’état de surface des nanotubes fonctionnalisés sur leur solubilité a été étudiée. Après étude de la solubilité des nanotubes fonctionnalisés dans différents solvants, il a pu être démontré qu’il existait une forte corrélation entre l’état de surface des nanotubes utilisés et les variations de solubilité observées. Cette corrélation ouvre la voie à l’utilisation de la solubilité comme technique de caractérisation pour les nanotubes de carbone. Enfin, les interactions entre des dérivés polyaromatiques et la paroi des nanotubes de carbone ont été étudiées. L’adsorption de ces composés a été mise a profit pour la mise au point d’une technique de mesure de la surface spécifique des nanotubes de carbone.

la date de réponse	31 août 2010
langue originale	Français
L'institution diplômante	Universite de Namur
Superviseur	Joseph DELHALLE (Promoteur), Janos B.NAGY (Copromoteur), Zineb Mekhalif (Jury), Jean-Pascal Piret (Jury) & Steven Abbott (Jury)