Nano-décoration de nanostructures de carbone à l'aide de la technique d'ablation laser pulsée pour l'impression-3D

点击翻译按钮获取中文摘要

La fabrication de pièces tridimensionnelles complexes a connu une révolution majeure depuis l'apparition de l'impression-3D (IM3D). Cette approche de fabrication additive permet la réalisation sur mesure de n'importe quelle structure complexe à partir du moment qu'on peut la générer virtuellement par logiciels ou par scanographie. L'IM3D permet de répondre aux besoins en composants complexes pour plusieurs secteurs technologiques allant de la mécanique de précision jusqu'au biomédical. Cependant, la gamme des matériaux utilisés dans l'IM3D est encore limitée à certains matériaux conventionnels aux performances plutôt limitées. Pour répondre aux besoins croissants pour des pièces 3D complexes avec un excellent rapport performance/poids, les nanomatériaux (i.e.; nanotubes de carbone (NTC), graphène (G) et nanoparticules (NPs)) avec leurs propriétés intrinsèques uniques sont tout indiqués. Si les propriétés extraordinaires de ces nanomatériaux sont bien connues, les outils et/ou les approches fiables permettant leur assemblage contrôlé pour former des objets macroscopiques sont encore à venir. Dans le cadre de ce projet, nous proposons de développer, conjointement avec la Cie Fablab Inc., une approche originale basée sur la décoration des nanostructures de carbone (NC) par des NPs métalliques à l'aide de la technique d'ablation laser pulsée (ALP). Ces NPs métalliques serviront de nanopoints d'attaches pour la formation hiérarchique de la structure-3D à base de NC, suite à un post-chauffage photonique localisé. L'objectif ultime de ce projet est de démontrer la faisabilité de cette approche d'IM3D à base de nanocarbone (IM3D-NC). Ceci se fera en délimitant les contours de cette nouvelle technologie IM3D-NC, tout en optimisant les paramètres de l'ALD, et en démontrant, pour la première fois, sa capacité à former des structures 3D macroscopiques à base de NC. Une fois l'approche IM3D-NC validée, Fablab pourrait l'intégrer à un robot 3 axes pour en faire une nouvelle classe d'imprimante 3D fabriquant des pièces hautement performantes et ultralégères à partir de nanocarbone.