Les nanomatériaux de carbone à partir de CO2
Les matériaux comme les nanotubes de carbone, les nanofibres et le graphène sont généralement produits à partir d'hydrocarbures ou de graphite à des températures très élevées. Un projet de recherche financé par l'UE innovant, UNCOS («Unique nanocarbons from critically opalescent solutions»), développe une méthode de synthèse utilisant du dioxyde de carbone (CO2) à température ambiante. La méthode s'appuie sur la formation des nanoparticules de carbone par la dissociation de CO2 d'opalescence critique. Les scientifiques ont également étudié la production de graphène par une technique de traitement de CO2 supercritique d'un monolithe carbonisé obtenu à partir d'un copolymère. Les travaux de la première phase du projet se sont concentrés sur la caractérisation de la stabilité du CO2 d'opalescence critique au cours du temps. L'équipe a démontré que le maintien de l'opalescence pour plus de 24 heures dans un réacteur de 10 ml chargé en CO2. Les scientifiques ont démontré la capacité de doper le système avec de puissants catalyseurs et de mélanger la matière première, modifiant temporairement les conditions critiques mais ré-établissant rapidement l'opalescence critique. Les chercheurs ont ensuite tenté la dissociation reproductible de CO2 d'opalescence critique selon différents paramètres afin de contrôler le rendement et les propriétés physicochimiques des nanomatériaux de carbone produits. Ils ont effectué la dissociation de CO2 critique pour produire des nanoparticules de carbone sphérique sans utiliser de catalyseur. L'équipe se concentre désormais sur le renforcement de la reproductibilité afin de contrôler le rendement et d'améliorer la synthèse. De plus, ils explorent l'utilisation du CO2 supercritique pour produire des couches de graphène. L'étroite collaboration avec les parties prenantes, y compris les producteurs de nanomatériaux de carbone et les fournisseurs de technologie existants, permet d'assurer que les tests des prototypes et la caractérisation sont effectués en gardant les éléments livrables à l'esprit. Les travaux ont déjà entraîné quatre publications dans des revues scientifiques à comité de lecture. Le marché pour les nanomatériaux de carbone est énorme. Le développement d'une méthode de synthèse relativement simple et abordable aura des bénéfices importants pour l'industrie et l'économie de l'UE.
Mots‑clés
Carbone, nanomatériaux, techniques de synthèse, opalescence critique, CO2 supercritique
