Les nanotubes de carbone sont des objets tubulaires dont le diamètre est nanométrique et la longueur millimétrique. Ils possèdent des propriétés particulièrement intéressantes dans de nombreux domaines applicatifs. Les « tapis » de nanotubes sont, à l’image de « tapis brosse », une organisation de nanotubes verticalement alignés les uns par rapport aux autres. Cette architecture leur confère des propriétés avantageuses que l’équipe du Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA) cherche à exploiter. La méthode de CVD (Chemical Vapour Deposition) d’aérosols développée au LEDNA permet d’obtenir des tapis épais de nanotubes de carbone alignés (NTCA) avec des vitesses de croissance élevées. Le laboratoire possède plusieurs fours de croissance CVD de différentes tailles permettant de réaliser des tapis de dimensions variées (épaisseur et surface) sur plusieurs natures de supports (Si, quartz, métaux ou fibres de carbone) suivant les applications visées, en particulier pour le stockage de l’énergie ou la réalisation de matériaux composites.

Dans le cadre d’un projet collaboratif associant laboratoires académiques et industriels nous travaillons notamment sur l’évaluation de l’apport des NTC au sein de matériaux composites sur la tenue des structures satellites aux impacts hypervitesse de débris spatiaux. L’objectif du projet est de synthétiser des tapis de NTC alignés sur tissus de fibres de carbone souples en utilisant notamment un procédé développé au laboratoire consistant en un dépôt préalable d’une sous couche céramique en surface de substrat avant l’étape de croissance des NTC [1]. L’approche consistera à ajuster les paramètres de synthèse (température, gaz, nature des précurseurs, épaisseur de la sous couche) dans le but de maitriser les caractéristiques des NTC formés (alignement, longueur…). Les analyses suivies de la qualité morphologique et structurale des nanotubes  formés seront réalisées au CEA de Saclay par microscopie électronique à balayage et en transmission haute résolution (MEB et MET), couplée à des analyses chimique et structurale globales (ATG, Raman).

Le rôle du candidat sera, en lien avec les chercheurs et ingénieurs de l’équipe, la réalisation des synthèses de nanotubes alignés dans différentes conditions opératoires et sur différents équipements ainsi que la prise en charge de l’ensemble des aspects expérimentaux liés à ces croissances. La caractérisation physico‐chimique des échantillons obtenus fera également partie des missions du poste. Il lui sera demandé de faire preuve de rigueur, d’organisation et d’autonomie dans les réalisations expérimentales.

[1] M. Delmas et al., Growth of long and aligned multi‐walled carbon nanotubes on carbon and metal substrates, Nanotechnology, 23, (2012).