Des nanotubes de carbone comme des macrotubes
Carbon nanotubes as macrotubes
Fabien Rondepierre (équipe ONLI) et Alfonso San Miguel (équipe SOPRANO), en collaboration avec des collègues des Etats-Unis, du Royaume Uni et de Chine ont publié un article intitulé " Collapse phase diagram of carbon nanotubes with arbitrary number of walls. Collapse modes and macroscopic analog " dans la revue Carbon.
Fabien Rondepierre (ONLI team) and Alfonso San Miguel (SOPRANO team), in collaboration with colleagues from USA, UK and China published a paper entitled "Collapse phase diagram of carbon nanotubes with arbitrary number of walls. Collapse modes and macroscopic analog" in the journal Carbon.
Les nanotubes de carbone présentent des propriétés mécaniques extraordinaires quand il s’agit de les solliciter le long de leur axe, mais ils peuvent s’effondrer radialement soit sous l’effet de pressions externes soit en raison d’instabilités intrinsèques.
A travers un modèle semi-empirique et des modèles atomistiques, nous avons trouvé un diagramme de phase global de la résistance mécanique radiale des nanotubes de carbone. Nous avons ainsi identifié une importante gamme géométrique des nanotubes de carbone, caractérisée par le nombre de parois du tube et le diamètre, présentant une résistance mécanique radiale bien décrite par la physique macroscopique (physique des milieux continus). Nous avons ainsi imaginé et réalisé un « jouet » macroscopique fait de joints d’étanchéité, billes, perles et cordes de guitare permettant de réaliser des expériences sur des similis d’ensembles complexes de nanotubes et prouvé l’équivalence avec les systèmes nanoscopiques. Ce dispositif très simple, permet d’explorer aussi bien la mécanique des nano-composites que la physique de certains tremblements de terre.
A travers un modèle semi-empirique et des modèles atomistiques, nous avons trouvé un diagramme de phase global de la résistance mécanique radiale des nanotubes de carbone. Nous avons ainsi identifié une importante gamme géométrique des nanotubes de carbone, caractérisée par le nombre de parois du tube et le diamètre, présentant une résistance mécanique radiale bien décrite par la physique macroscopique (physique des milieux continus). Nous avons ainsi imaginé et réalisé un « jouet » macroscopique fait de joints d’étanchéité, billes, perles et cordes de guitare permettant de réaliser des expériences sur des similis d’ensembles complexes de nanotubes et prouvé l’équivalence avec les systèmes nanoscopiques. Ce dispositif très simple, permet d’explorer aussi bien la mécanique des nano-composites que la physique de certains tremblements de terre.
Carbon nanotubes exhibit extraordinary mechanical properties when loaded along their axis, but they can collapse radially either under external pressures or due to intrinsic instabilities.
Through a semi-empirical model and atomistic models, we found a global phase diagram of the radial mechanical strength of carbon nanotubes. We have identified an important geometrical range of carbon nanotubes, characterized by the number of tube walls and the diameter, which exhibit a radial mechanical strength that is well described by macroscopic physics (physics of continuous media). We thus imagined and realized a macroscopic "toy" made of gaskets, beads and guitar strings allowing us to carry out experiments to model complex sets of nanotubes and proved the equivalence with nanoscopic systems. This very simple device allows us to explore the mechanics of nanocomposites as well as the physics of certain earthquakes.
Through a semi-empirical model and atomistic models, we found a global phase diagram of the radial mechanical strength of carbon nanotubes. We have identified an important geometrical range of carbon nanotubes, characterized by the number of tube walls and the diameter, which exhibit a radial mechanical strength that is well described by macroscopic physics (physics of continuous media). We thus imagined and realized a macroscopic "toy" made of gaskets, beads and guitar strings allowing us to carry out experiments to model complex sets of nanotubes and proved the equivalence with nanoscopic systems. This very simple device allows us to explore the mechanics of nanocomposites as well as the physics of certain earthquakes.
