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L'Etna, le 14 juillet 2006, éjectant des millions de tonnes de lave, dont on ne savait pas encore qu'elles pourraient avoir un intérêt industriel… Crédit : INVG
Nanofibres et de nanotubes de carbone ont aujourd'hui la cote au laboratoire et dans l'industrie mais leur utilisation est sévèrement limitée par leur complexité de fabrication. Ces minuscules structures composées de carbone pur sont en effet très coûteuses à réaliser. Dang Sheng Su, du Fritz HaberFritz Haber Institute, à Berlin, a eu une idée en apparence saugrenue : utiliser la lavelave de l'EtnaEtna. Bien leur a pris : nanotubes et nanofibres se forment directement à la surface !
La lave, en effet, est très riche en fines particules d'oxyde de fer et se présente sous forme d'une roche extrêmement poreuse, donc avec une très grande surface. C'est exactement ce qu'il faut pour produire des structures carbonées comme les nanotubes et les nanofibres.
Sous une atmosphèreatmosphère d'hydrogène portée à 700 °C, les oxydes de fer de la lave, préalablement broyée, sont réduits (au sens chimique du terme) et il reste du fer pur. De l'éthylène est ajouté, pour servir de source de carbone. Le fer (et la chaleur) catalysent la réaction de l'éthylène formant du carbone pur, lequel se dépose sur la lave... sous forme de nanotubes et de nanofibres. Il ne reste qu'à faire la cueillette.... La lave sert donc à la fois de fournisseur du fer, pour la catalysecatalyse, et de substratsubstrat.
Des nanotubes dans l'espace ?
Les chercheurs se posent deux questions subsidiaires, sans intérêt pour l'industrie mais qui peuvent interpeller le géologuegéologue et l'astronomeastronome. Lors d'une éruption volcaniqueéruption volcanique, des gazgaz chauds se forment en grandes quantités et on y trouve de l'hydrogène et du méthane (composé de carbone, comme l'éthylène). Tous les ingrédients existent donc pour que la Terre puisse fabriquer ces éléments que l'on croyait inventés par l'Homme. Beaucoup plus loin, dans l'espace entre les étoilesétoiles, on trouve des nuagesnuages comprenant parfois, mêlés à l'hydrogène, du fer métallique (produit dans des étoiles) et des moléculesmolécules organiques (donc composées de carbone). On peut donc imaginer des nanotubes flottant dans l'espace interstellaire...
