Une équipe internationale, incluant des chercheurs de l’Université d’État de Pennsylvanie, a réussi pour la première fois à fabriquer des nanotubes de sulfure de niobium métalliques stables et prévisibles. Cette avancée ouvre une nouvelle ère en science des matériaux avancés ; ce nouveau nanomateriau pourrait paver la voie à des dispositifs électroniques plus rapides, une transmission d’électricité plus efficace et le développement des futurs ordinateurs quantiques, le sel de table jouant un rôle clé.

Les nanotubes sont des structures cylindriques creuses extrêmement petites, formées par des couches atomiques enroulées ; leurs dimensions et formes uniques leur confèrent des propriétés différentes des matériaux tridimensionnels ou massifs : plus résistants que l’acier, plus légers que le plastique, faible résistance électrique, haute conductivité thermique, et effets quantiques exotiques, en faisant des blocs de construction idéaux pour les technologies futures. Auparavant, les scientifiques pouvaient fabriquer des nanotubes en carbone ou en nitrure de bore isolant, mais pas en métal véritable, car les métaux se comportent différemment à l’échelle atomique.

L’équipe de recherche a utilisé du disulfure de niobium, doté de propriétés uniques comme la supraconductivité, pour le transformer en tubes fins enroulés autour de modèles de nanotubes de carbone et de nitrure de bore. Obtenir une forme enroulée est une percée : ces matériaux ont tendance à s’étaler en feuilles plates, mais l’ajout d’une petite quantité de sel pendant la croissance joue un rôle crucial – sans sel, le disulfure de niobium pousse à plat ; avec sel, il s’enroule en coquille souhaitée.

Ces nanotubes tendent également à former des structures à double couche ; les nanotubes de plus petit diamètre sont majoritairement à double couche plutôt qu’à simple couche, ce qui est avantageux. La croissance des coquilles électroniques à double couche résulte du mouvement des électrons entre les deux couches ; Rotkin a proposé un nouveau modèle validé par simulations informatiques. Cette forme enroulée résout les difficultés de manipulation des matériaux 2D plans, plus stables que les nanofils découpés dans des feuilles 2D.