Résumé:
La recherche sur l’exploitation des propriétés remarquables des nanotubes de carbone (CNT),
pour le développement d’applications dans le domaine des nanotechnologies notamment,
progresse rapidement depuis la fin du vingtième siècle. C’est dans ce cadre que s'inscrit ce
travail d’étude théorique basé sur des simulations des possibilités d’inclusion de molécules
simples que sont : CO, N
2
et O
2
. Une attention particulière est portée à la nature des
interactions dans ces complexes de type host-guest. Cette étude se propose également de
tenter d’apporter une contribution à la question de la discrimination attendue vis-à-vis des
différentes molécules invitées.
Dans ce travail, nous avons fait usage de méthodes issues de la mécanique moléculaire et la
mécanique quantique. Ces méthodes de modélisation moléculaire implémentées dans des
logiciels appropriés nous ont permis de conclure que les complexes d’inclusion concernés
peuvent donner des structures stables. Cette stabilité est influencée par l’effet du diamètre sur
les énergies d’interaction. D’autre part, nous avons calculé la fréquence de vibration de
valence de la molécule CO à l’intérieur du nanotube afin de voir l’influence de l’inclusion
d’une molécule invitée sur ses propriétés spectroscopiques mais aussi sur celle du CNT en
vue d’applications photophysiques.
Par ailleurs, cette étude théorique de différents complexes d’inclusion de molécules de CO, N
2
et O
2
dans des CNT, nous a permis de montrer que par les CNT de faible diamètre, la
sélectivité de forme est meilleure pour l’O
2
que pour le CO, ce qui justifierait la poursuite du
travail, y compris sous l’angle expérimental, en particulier, par le développement de sondes et
filtres pour les gaz.
Mots-clés : CNT, nanotube de carbone, étude théorique, modélisation moléculaire, inclusion,
O2, N2, CO, complexe d’inclusion.
