Une équipe internationale incluant des chercheurs de la Pennsylvania State University a réussi pour la première fois à fabriquer des nanotubes métalliques de sulfure de niobium dotés de propriétés stables et prévisibles. Publiés dans ACS Nano, ces résultats constituent une percée en science avancée des matériaux ; ces nouveaux nanomatériaux pourraient ouvrir la voie à des dispositifs électroniques plus rapides, à une transmission d’électricité plus efficace et au développement futur d’ordinateurs quantiques, le sel de table ayant joué un rôle clé.

Les nanotubes sont des cylindres creux extrêmement petits formés par le roulage de couches atomiques. 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 étranges – des blocs de construction idéaux pour les technologies futures. Jusqu’à présent, les scientifiques parvenaient à 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 a utilisé du disulfure de niobium, matériau présentant des propriétés uniques comme la supraconductivité, pour former des tubes ultrafins enroulés autour de modèles de nanotubes de carbone ou de nitrure de bore. Obtenir la forme enroulée représente la percée : ces matériaux ont tendance à s’étaler en feuillets plats. L’ajout d’une petite quantité de sel de table pendant la croissance a été déterminant – sans sel, le disulfure de niobium reste plat ; avec sel, il s’enroule autour du modèle pour former la coque désirée.

Ces nanotubes tendent également à former des structures à double paroi plutôt qu’à simple paroi, ce qui est avantageux. La croissance de coques électroniques doubles s’explique par le déplacement des électrons entre les deux couches ; Rotkin a proposé un nouveau modèle validé par simulation informatique. La forme enroulée résout les problèmes de manipulation des matériaux 2D plans et est plus stable que les nanofils découpés dans des feuillets 2D.