Spray-gun deposition of catalyst for large area and versatile synthesis of carbon nanotubes

International audienceSpray gun deposition technique was investigated for large area deposition of nano-catalysts. In particular, we studied iron chloride salts solutions as catalyst precursor for the synthesis of carbon nanotubes (CNTs). Iron chloride salts are shown to decompose upon thermal annealing into Fe(III) oxide based species that make it suitable for further growth of various carbon nanotube structures. Depending on the spraying process, versatile synthesis of 2-D single-walled carbon nanotube network as well as vertically aligned carbon nanotubes arrays on functional substrates can be achieved. Such simple process for the preparation of CNT-based architecture opens new perspectives in the field of thin-film transistor and nanostructured electrodes

All-printed infrared sensor based on multiwalled carbon nanotubes

International audienceThis contribution deals with all-printed infrared sensors fabricated using multiwalled carbon nanotubes deposited on a flexible polyimide substrate. A high responsivity of up to 1.2 kV/W is achieved at room temperature in ambient air. We evidence a strong dependence of the device transduction mechanism on the surrounding atmosphere, which can be attributed to bolometric effect interference with water molecule desorption upon irradiation

Nanosensors for structural monitoring in civil engineering: New insight on promising carbon nanotubes devices

In recent years, requirements in terms of service-life of civil engineering structures have become more and more stringent, so that the focus of designers and owners is now set on structural durability. Foreseeing structural failures and repairing damaged structures at an early stage has become a major stake. This approach calls for an accurate knowledge of the state of the structure at any point in its lifetime. This is the incentive for the world-wide development of various in-situ monitoring techniques for structural materials. However, by measuring global structural quantities only, the existing monitoring techniques provide only indirect information on the structural health of the structure

Etude et réalisation de transistors à nanotubes de carbone pour la détection sélective de gaz.

This work focuses on sensor based on carbon nanotube field effect transistors (i.e. CNTFETs) modulated chemically. This new generation of sensors has many advantages: compact and inexpensive, they can be integrated in ultrasensitive and autonomous detection systems. The civilian security market is targeted, particularly punctual and network detection of warfare and explosive agent. In order to achieve a scalable and highly reproducible fabrication, which is not possible for a single carbon nanotube transistor, we propose to achieve CNTFETs using random mats of Single Wall carbon nanotubes (CNT). The first part of our work has dealt with the development of a deposition method of CNT mats using an airbrush technique assisted by an automated robot. Commercial carbon nanotubes powders are dispersed in a specific solvent and then deposited randomly by atomization of micro droplets on a hot substrate. The random mats obtained with this technique are extremely uniform (density) and allow to achieve arrays of CNTFETs with reproducible electrical characteristics. The second part has concerned the development of an array of CNTFETs with different metal electrodes (platinum, palladium, gold, nickel, titanium) to address the problem of selectivity of this kind of device. We identify a sort of electronic fingerprinting exploiting the specific interaction of each gas with each metal/SWCNTs junction. This interaction changes in an extremely specific way the transfer characteristics of the CNTFETs. We have demonstrated a sensitivity and selectivity to ammonia, nitrogen dioxide, and dimethyl methylphosphonate (sarin gas simulant) and hydrogen peroxide. These devices, thanks to their relatively low cost fabrication and high selectivity, have the potential to strike the market within a few years.Ce travail de thèse porte sur la réalisation d'un capteur d'espèces chimiques gazeuses à partir de transistors à nanotubes de carbone à effet de champs (i.e. CNTFET). Cette nouvelle génération de capteurs présente de nombreux avantages : compacts et bas coût, ils peuvent être intégrés dans des systèmes de détection ultrasensibles et autonomes. Ils sont destinés à des applications de sécurité civile ponctuelle ou en réseau comme la détection de gaz d'attaque ou d'explosifs. Nous proposons la réalisation de transistors à tapis aléatoires de nanotubes de carbone. L'utilisation de ces tapis permet de résoudre les problèmes de fabrication en quantité et de reproductibilité rencontrée avec les transistors à un seul nanotube. La première partie de nos travaux repose sur la mise au point d'une méthode de dépôt de tapis de nanotubes à l'aide d'un aérographe assisté d'un robot automatisé: des poudres commerciales de nanotubes de carbone sont mises en solution puis déposées de manière aléatoire par atomisation de micro gouttes de solvant. Les tapis ainsi obtenus permettent de réaliser en grand nombre de transistors avec des performances électriques reproductibles. La seconde partie présente le développement d'une matrice de transistors composée par des électrodes de différente nature (platine, palladium, or, nickel, titane) afin de répondre au problème de la sélectivité pour la détection gazeuse rencontré par ce type de dispositif. Ainsi nous discriminons les gaz en réalisant une empreinte électronique exploitant la modification spécifique des caractéristiques des différentes jonctions métal/nanotubes, et donc des caractéristiques de transfert des CNTFETs. Notre capteur présente une sensibilité et une sélectivité à l'ammoniac, au dioxyde d'azote, au diméthyle methylphosphonate (simulant du gaz sarin) et à l'eau oxygénée. La production en grand nombre de ces éléments permet de valider le potentiel industriel de ces capteurs

Etude et réalisation de transistors à nanotubes de carbone pour la détection sélective de gaz

Ce travail de thèse porte sur la réalisation d'un capteur d'espèces chimiques gazeuses à partir de transistors à nanotubes de carbone à effet de champs (i.e. CNTFET). Cette nouvelle génération de capteurs présente de nombreux avantages : compacts et bas coût, ils peuvent être intégrés dans des systèmes de détection ultrasensibles et autonomes. Ils sont destinés à des applications de sécurité civile ponctuelle ou en réseau comme la détection de gaz d'attaque ou d'explosifs. Nous proposons la réalisation de transistors à tapis aléatoires de nanotubes de carbone. L'utilisation de ces tapis permet de résoudre les problèmes de fabrication en quantité et de reproductibilité rencontrée avec les transistors à un seul nanotube. La première partie de nos travaux repose sur la mise au point d'une méthode de dépôt de tapis de nanotubes à l'aide d'un aérographe assisté d'un robot automatisé: des poudres commerciales de nanotubes de carbone sont mises en solution puis déposées de manière aléatoire par atomisation de micro gouttes de solvant. Les tapis ainsi obtenus permettent de réaliser en grand nombre de transistors avec des performances électriques reproductibles. La seconde partie présente le développement d'une matrice de transistors composée par des électrodes de différente nature (platine, palladium, or, nickel, titane) afin de répondre au problème de la sélectivité pour la détection gazeuse rencontré par ce type de dispositif. Ainsi nous discriminons les gaz en réalisant une empreinte électronique exploitant la modification spécifique des caractéristiques des différentes jonctions métal/nanotubes, et donc des caractéristiques de transfert des CNTFETs. Notre capteur présente une sensibilité et une sélectivité à l'ammoniac, au dioxyde d'azote, au diméthyle methylphosphonate (simulant du gaz sarin) et à l'eau oxygénée. La production en grand nombre de ces éléments permet de valider le potentiel industriel de ces capteursThis work focuses on sensor based on carbon nanotube field effect transistors (i.e. CNTFETs) modulated chemically. This new generation of sensors has many advantages: compact and inexpensive, they can be integrated in ultrasensitive and autonomous detection systems. The civilian security market is targeted, particularly punctual and network detection of warfare and explosive agent. In order to achieve a scalable and highly reproducible fabrication, which is not possible for a single carbon nanotube transistor, we propose to achieve CNTFETs using random mats of Single Wall carbon nanotubes (CNT). The first part of our work has dealt with the development of a deposition method of CNT mats using an airbrush technique assisted by an automated robot. Commercial carbon nanotubes powders are dispersed in a specific solvent and then deposited randomly by atomization of micro droplets on a hot substrate. The random mats obtained with this technique are extremely uniform (density) and allow to achieve arrays of CNTFETs with reproducible electrical characteristics. The second part has concerned the development of an array of CNTFETs with different metal electrodes (platinum, palladium, gold, nickel, titanium) to address the problem of selectivity of this kind of device. We identify a sort of electronic fingerprinting exploiting the specific interaction of each gas with each metal/SWCNTs junction. This interaction changes in an extremely specific way the transfer characteristics of the CNTFETs. We have demonstrated a sensitivity and selectivity to ammonia, nitrogen dioxide, and dimethyl methylphosphonate (sarin gas simulant) and hydrogen peroxide. These devices, thanks to their relatively low cost fabrication and high selectivity, have the potential to strike the market within a few years.PALAISEAU-Polytechnique (914772301) / SudocSudocFranceF

Lhydrogène naturel, un nouveau pétrole ?

International audienceLa découverte d’émanations naturelles d’hydrogène en divers endroits du monde relance le rêve d’une énergie propre et bon marché. Mais nous devons d’abord comprendre l’origine de ces échappements et leur évolution dans le temps

The Use of Inertial Measurement Units for the Study of Free Living Environment Activity Assessment: A Literature Review

International audienc

A Machine Learning Pipeline for Gait Analysis in a Semi Free-Living Environment

This paper presents a novel approach to creating a graphical summary of a subject’s activity during a protocol in a Semi Free-Living Environment. Thanks to this new visualization, human behavior, in particular locomotion, can now be condensed into an easy-to-read and user-friendly output. As time series collected while monitoring patients in Semi Free-Living Environments are often long and complex, our contribution relies on an innovative pipeline of signal processing methods and machine learning algorithms. Once learned, the graphical representation is able to sum up all activities present in the data and can quickly be applied to newly acquired time series. In a nutshell, raw data from inertial measurement units are first segmented into homogeneous regimes with an adaptive change-point detection procedure, then each segment is automatically labeled. Then, features are extracted from each regime, and lastly, a score is computed using these features. The final visual summary is constructed from the scores of the activities and their comparisons to healthy models. This graphical output is a detailed, adaptive, and structured visualization that helps better understand the salient events in a complex gait protocol