Solutions pour la mise au point de nanomatériaux

Nous offrons un éventail complet de services de fabrication et de prototypage pour des applications dans le monde réel de matériaux modifiés au moyen de nanotubes. Nos solutions intégrées et globales couvrent la synthèse, les modifications chimiques, l'intégration, le traitement, la fabrication et la mise à l'essai de structures.

L'installation de production de nanotubes du CNRC, à Ottawa (Ontario), fabrique des matériaux de qualité supérieure à un niveau de production mis à l'échelle. Les nanotubes produits peuvent s'intégrer aux matériaux thermodurcissables, aux thermoplastiques, aux élastomères, aux aramides et aux matériaux inorganiques tels les métaux et les céramiques.

Aucune autre installation au monde ne produit autant de nanotubes de nitrure de bore, soit jusqu'à 20 grammes à l'heure.

Nous produisons des nanotubes de carbone simple paroi (SWCNT) à des taux allant jusqu’à deux grammes par minute, ou un kilogramme par jour. Nous produisons également des alliages à haute entropie (nanoparticules).

Ce que nous offrons

Des propriétés sur mesure pour vos applications

Le CNRC possède une vaste expérience dans la synthèse, la manipulation et le conditionnement des nanotubes, ainsi que dans leur intégration aux composites. Ses chimistes et ses ingénieurs peuvent adapter les propriétés ultimes du composite auquel sont ajoutés les nanotubes afin de satisfaire aux exigences d'une application particulière. Le CNRC dispose aussi des procédés nécessaires pour fabriquer des feuilles et des pellicules de nanotubes purs, et a entrepris de mettre au point des procédés qui créeront des fibres pures et composites.

Performance et essais

Le CNRC est reconnu pour son expertise technique dans la conception, la formulation, la fabrication et l'essai des matériaux. Des capacités aussi étendues permettent à sa clientèle de mieux saisir les propriétés mécaniques et physiques du matériau à nanotubes. Ainsi, l'essai des laminés en composites renforcés de fibres révèle qu'on peut accroître la résistance aux fractures des laminés en fibres de carbone et améliorer leur réaction aux impacts à faible vitesse en y ajoutant à peine 0,1 % (selon le poids) de nanotubes de carbone monofeuillet (SWCNT).

Voici quelques exemples supplémentaires des applications des nanotubes au CNRC.

• Matériaux armés légers pour protéger soldats et agents de sécurité contre les bombes artisanales et l'impact des balles.
• Matériaux transparents renforcés tels les boucliers, les fenêtres et les lunettes de sécurité.
• Articles de sports moins lourds ou plus résistants (bâtons de hockey ou de baseball, équipement de protection).
• Adhésifs nanomodifiés pour fixer les structures dans les secteurs de l'aéronautique et de l'automobile.
• Détection et surveillance intégrées en médecine.
• Dispositifs électroniques et optoélectroniques.
• Polymères et composites multifonctionnels.
• Applications à base de composites de carbone légers pour les transports.
• Applications à base de composites de carbone légers pour les transports.
• Produits de papier améliorés qui sont de surplus ignifuges et conducteurs.

Étalons pour l'évaluation des produits et le contrôle de la qualité

Les laboratoires du Canada et d'autres pays peuvent recourir aux matériaux de référence certifiés du CNRC comme étalons pour évaluer les produits renfermant des SWCNT et en vérifier la qualité sur le plan de la performance.

Caractérisation

Le CNRC possède les outils et l'expertise nécessaires pour caractériser les nanotubes, de leur synthèse à la fabrication du composite final. Nous proposons un éventail complet d'analyses chimiques et physiques ainsi que la caractérisation des nanotubes et des matériaux qui en renferment.

Les avantages des nanotubes

Les nanotubes (de carbone, de nitrure de bore ou de divers mélanges) sont des matériaux de pointe présentant de nombreux avantages sur les matériaux de nature plus classique, dont les suivants :

• leurs propriétés mécaniques sont sans équivalent (ténacité, rigidité, résistance);
• ils conduisent très bien l'électricité (la conductivité des nanotubes de carbone dépasse celle du cuivre, par exemple);
• ils conduisent très bien la chaleur (mieux que n'importe quel matériau connu, ou presque);
• ils sont très stables chimiquement;
• ils possèdent des propriétés électroniques et optiques uniques;
• ils sont biocompatibles;
• ils sont ignifuges;
• ils sont moins susceptibles au bris mécanique et suppriment les interférences électromagnétiques;
• une proportion de nanotubes aussi infime que 0,1 % du poids total suffit pour tirer parti de certaines de ces précieuses propriétés.

Les nanotubes peuvent entre autres servir à la fabrication de papiers et de films ou être transformés en fibres et en fils.

La technologie des couches minces est actuellement limitée aux surfaces plates, tandis que les films améliorés au moyen de nanotubes ont l'avantage d'être minces, transparents, conductibles, mécaniquement robustes et flexibles. Cette technologie de pointe offre donc aux fabricants d'écrans plats et de dispositifs à écran tactile, comme les téléphones intelligents, une nouvelle souplesse de conception.

Par ailleurs, les nanotubes peuvent améliorer les produits de pâtes et papier usuels en les rendant conductibles, ignifuges et plus résistants, chose qui est très simple à faire, car aucune nouvelle installation n'est requise : les nanotubes peuvent être intégrés dans les processus en place dans les usines de pâtes et papier. Ces produits améliorés offrent une gamme étendue d'usages allant des emballages simplifiés à des applications balistiques.