Comportement mécanique et<br />électrique des enchevêtrements de<br />nanotubes de carbone - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2005

Mechanical and electrical behaviour of carbon nanotube tangles

Comportement mécanique et
électrique des enchevêtrements de
nanotubes de carbone

Résumé

Carbon nanotubes (CNT) are tubular macromolecules with remarkable mechanical and chemiphysical properties.
Since the years 70's and before, micrographies of CNT can be found, in particular, in the thesis of Endo at LMM
of Pau in France. But it was not before the detailed analysis of their structure by Iijima in 1991 that their intrinsic properties were studied in an intensive way. Applications considered are almost unlimited (nanoelectronics, composites, field emission, gas detectors, . . . ). Although the majority of these applications bring into play a set of nanotubes, paradoxically, few studies of their collective behaviour were conducted. This work lies within this scope and aims at bringing some explanations concerning the mechanical and electrical behaviour of the CNT tangles. This work comprises three principal parts: CNT/epoxy composites, van der Waals (vdW) interactions between CNT and the mechanical and electrical behaviour of the tangles of CNT in confined uniaxial compression tests.
The study of the composites allowed to evaluate some individual properties of CNT by the inverse method. With
the nanometric scale, vdW forces dominate, a CNT-CNT potential was thus developed. The Van Wyk model describes in a satisfactory way the micrometric fibre tangles. A modification of this model incorporating vdW interactions is proposed to describe the CNT tangles. The slow logarithmic stress relaxation in CNT tangles was attributed to the glide of a CNT on another. A model of parallel resistance network is proposed to describe the evolution of the ohmic resistance of CNT tangles under compression.
Les nanotubes de carbone (NTC) sont des macromolécules tubulaires aux propriétés mécaniques et électroniques remarquables. Dès les années 70 et même avant, on peut trouver des micrographies de NTC notamment dans la thèse d'Endo au LMM de Pau. Mais ce n'est que depuis l'analyse détaillée de leur structure par Iijima en 1991 que leurs propriétés individuelles ont été étudiées intensivement. Les applications potentielles sont innombrables (nanoélectronique, composites, émission de champ, détecteurs de gaz, . . . ). Bien que la plupart de ces applications mettent en jeu un ensemble de NTC, paradoxalement, peu d'études de leur comportement collectif ont vu le jour.
Ce travail s'inscrit dans ce cadre et vise à apporter quelques éclaircissements concernant le comportement mécanique et électrique des enchevêtrements de NTC (ENTC). Ce travail comporte trois principaux domaines d'étude : les composites époxyde/NTC, les interactions de van der Waals (vdW) entre NTC et le comportement mécanique et électrique des ENTC en compression uniaxiale.
L'étude des composites permet d'évaluer quelques propriétés individuelles des NTC par méthode inverse. A l'échelle nanométrique, les interactions de vdW sont prépondérantes, un potentiel NTC-NTC a donc été développé. Le modèle de Van Wyk est un modèle de réseau de fibres développé pour la laine. Une modification de ce modèle prenant en
compte les interactions de vdW est proposée pour décrire les ENTC. La relaxation logarithmique lente de la contrainte dans les ENTC a été attribuée au glissement d'un NTC sur un autre. Un modèle de réseau de résistances en parallèle est proposé pour décrire l'évolution de la résistance ohmique des ENTC en compression.
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Dates et versions

tel-00011929 , version 1 (13-03-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00011929 , version 1

Citer

Aïssa Allaoui. Comportement mécanique et
électrique des enchevêtrements de
nanotubes de carbone. Mécanique [physics.med-ph]. Ecole Centrale Paris, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00011929⟩
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