Films et fibres de graphène ultraminces et robustes
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Acronyme |
Année |
Laboratoire |
Collaboration(s) |
Budget |
Durée |
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Figaro |
2013 |
CEA/NIMBE |
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54 k€ |
1,5 an |
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Titre |
Films et fibres de graphène ultraminces et robustes |
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Porteur |
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Date de démarrage |
Décembre 2013 |
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Présentation du projet |
La complexification et la miniaturisation de l'instrumentation de pointe (notamment dans le domaine médical et le domaine spatial) impose une pression constante sur le rythme des progrès dans le domaine de la connectique. Ainsi, il est parfois nécessaire de développer des micro-câbles de section toujours plus faible. Un des verrous concerne la perte de robustesse des âmes conductrices métalliques classiques en dessous d’un diamètre de 15 µm. Une option permettant de lever ce verrou consisterait à combiner les propriétés mécaniques exceptionnelles des fibres d'aramide (Kevlar) avec un revêtement mince de graphène assurant la conductivité. Dans ce cadre, le projet Figaro vise à réaliser des micro-câbles à très haute valeur ajoutée combinant les propriétés électriques des nanomatériaux (graphène ou nanotubes de carbone) aux propriétés mécaniques du Kevlar. Le projet met l’accent sur le développement et l’optimisation d’un procédé de dépôt de nanomatériaux sur des fibres de Kevlar de diamètre <20 µm. |
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Résultats |
Une méthode originale d'enrobage de fibres de Kevlar par des films minces organiques incorporant du graphène ou des nanotubes de carbone a été développée. Elle a nécessité l’optimisation des paramètres de formulation et de post-traitement afin de garantir une forte concentration en nanomatériaux (pour obtenir un dépôt couvrant), une bonne dispersion des nanomatériaux (absence d’agrégats), une faible viscosité de la solution (pour permettre un enrobage homogène et fin) et un dépôt final robuste vis-à-vis des solvants (absence de relargage). Les fibres recouvertes sont analysées par microscopie électronique à balayage afin de caractériser l’homogénéité des dépôts. Ces analyses montrent que les dépôts sont denses et robustes. Par ailleurs, la conductivité des fibres est mesurée. Les nanotubes de carbone et le graphène montrent des caractéristiques similaires en termes d’homogénéité et de conductivité. Le projet est toujours en cours et se poursuit par : (i) l’optimisation des paramètres de formulation afin d’améliorer l’homogénéité des dépôts de graphène ou de nanotubes de carbones et leur conductivité initiale (hors traction), (ii) la réalisation de tests de conductivité sous contrainte mécanique (mesures électriques en traction). |
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Valorisation |
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