Technologie d'électrofilage - application aux batteries lithium-ion
La technologie de l'électrofilage présente les avantages d'un équipement simple, d'une opération simple et d'une efficacité de production relativement élevée, et elle est largement utilisée dans la préparation des nanofibres. Les nanofibres préparées par la technologie d'électrofilage, qui présentent une grande surface spécifique et sont souples, sont largement utilisées dans les catalyseurs, la protection de l'environnement, l'absorption du bruit, l'électronique, la médecine et les batteries au lithium-ion.
Table des matières
Principes de la technologie de l'électrofilage
Comme le montre la figure ci-dessous, l'équipement nécessaire à l'essorage électrostatique comprend une alimentation électrique à haute tension, un dispositif de collecte, un dispositif de stockage de la solution et un dispositif d'injection. Le principe consiste à utiliser une alimentation électrique à haute tension pour créer une différence de tension entre la solution et le dispositif de collecte, de sorte que la solution surmonte la tension superficielle du liquide et forme un cône de Taylor.
Lorsque le tension de la batterie lithium-ion dépasse une certaine valeur, le liquide est pulvérisé depuis l'extrémité du cône de Taylor. Le liquide pulvérisé est étiré dans la direction du champ électrique, refroidi et volatilisé par le solvant, et forme finalement des nanofibres sur le dispositif de collecte. Dans des circonstances normales, la tension requise pour l'essorage électrostatique est de quelques milliers de volts à des dizaines de milliers de volts.
Principes de la technologie de l'électrofilage
Facteurs influençant la technologie de l'électrofilage
L'application de la technologie d'électrofilage est affectée par une série de paramètres de processus, et la modification subtile de ces paramètres aura également un certain impact sur la morphologie, la structure et les propriétés des nanofibres. Les principaux impacts se répartissent en quatre catégories :
Propriétés de la solution, y compris la viscoélasticité, la conductivité, la tension superficielle, etc.
Paramètres d'électrofilage, tels que la tension, la distance entre l'aiguille de la filière et le dispositif de collecte, la vitesse de propulsion du liquide, etc.
Paramètres environnementaux, tels que la température, l'humidité de l'air, etc.
Méthode de collecte.
Les propriétés de la solution, les paramètres d'électrofilage et les paramètres environnementaux affecteront le taux et le temps de volatilisation du solvant, la taille de la force du champ électrique, le fractionnement et le durcissement de la fibre, de manière à affecter la taille et l'uniformité du diamètre de la fibre. La méthode de collecte affecte l'orientation et la forme des fibres.
Ces dernières années, des nanofibres aux structures variées et uniques, préparées par la technologie de l'électrofilage, ont été largement utilisées dans le domaine de la santé publique. l'industrie des piles au lithium. La technologie de l'électrofilage peut être utilisée pour la construction de trois matériaux clés des batteries au lithium : les matériaux de la cathode, les matériaux de l'anode et les séparateurs.
Applications de la technologie de l'électrofilage - matériaux de cathode
La cathode est le principal donneur d'ions lithium (Li+) dans les batteries lithium-ion, et c'est également un facteur clé affectant le taux de transmission des ions lithium. Le développement de batteries au lithium-ion sûres, économiques, performantes et de grande capacité est une priorité. matériaux de cathode peut promouvoir efficacement l'application des batteries lithium-ion.
Actuellement, la capacité de décharge spécifique des matériaux anodiques commerciaux (tels que LiFePO4) est généralement inférieure à 200mAh/g, ce qui constitue l'un des goulets d'étranglement limitant la demande croissante de batteries lithium-ion à haute densité énergétique et à faible coût. Parmi les différentes méthodes permettant d'améliorer les propriétés électrochimiques des matériaux cathodiques, le nanorevêtement et le contrôle de la morphologie des nanostructures par la technologie de l'électrofilage se sont avérés efficaces.
Les chercheurs ont synthétisé avec succès le matériau cathodique Li1.2Ni0.17Co0.17Mn0.5O2 en forme de fleur à l'aide de la technologie d'électrofilage à haute tension et d'un traitement thermique. Cette morphologie poreuse ordonnée en forme de fleur peut favoriser la diffusion rapide des ions lithium, et la batterie assemblée peut avoir une capacité de décharge cyclique allant jusqu'à 235mAh/g.
L'électrofilage, une méthode de synthèse simple et réalisable, constitue un moyen efficace de concevoir la structure idéale de la cathode des batteries lithium-ion.
Certains chercheurs ont également synthétisé des nanostructures de pentoxyde de vanadium (V2O5) à morphologie contrôlable (telles que des nanotubes poreux de V2O5, des nanofibres stratifiées de V2O5 et des nanorubans monocristallins de V2O5) grâce à la stratégie de la "technologie d'électrofilage et du traitement de recuit ultérieur", qui sont utilisées comme matériaux cathodiques à haute performance pour les batteries lithium-ion, présentant une capacité réversible élevée et d'excellentes performances de cyclage.
Les nanotubes poreux de V2O5 ont une densité de puissance de 40,2 kW/kg et une densité d'énergie de 201 Wh/kg. En outre, le dopage des éléments métalliques de transition peut également améliorer les performances du matériau actif de l'électrode, de manière à améliorer les performances électrochimiques des batteries lithium-ion.
En outre, les chercheurs ont préparé des nanofibres composites Li2Mn0,8Fe0,2SiO4/ carbone en combinant l'électrofilage et le traitement thermique. Ils ont constaté que le dopage au fer améliorait la conductivité et la pureté des matériaux d'électrode, et que la matrice de nanofibres de carbone favorisait le transfert d'ions et la diffusion des charges. Le matériau présente une bonne capacité réversible et d'excellentes performances de cyclage lorsqu'il est utilisé comme cathode de batterie lithium-ion.
Applications de la technologie de l'électrofilage - matériaux d'anode
Ces dernières années, en raison du faible taux d'utilisation de l'énergie des matériaux anodiques simples à base de carbone, la technologie de l'anode à base de carbone a été développée. anode de batterie lithium-ion La conception de la structure est devenue plus complexe et plus fine, et la technologie du film de soie par filage électrostatique ou par pulvérisation électrostatique permet de franchir le goulot d'étranglement.
Par exemple, pour résoudre les problèmes de faible utilisation de la capacité et de mauvaise performance de cyclage de l'anode à base de dioxyde de titane/carbone (TiO2/C) des batteries lithium-ion, les chercheurs ont préparé des nanofibres dendritiques de TiO2@carbone mésoporeux (TiO2@MCNF) par électrofilage, traitement hydrothermique et processus de carbonisation (comme le montre la figure ci-dessous).
Le matériau composite dendritique TiO2@MCNFs, en tant que support de l'épine dorsale, présente un grand nombre de réseaux de nano-tio2 exposés, qui peuvent fournir des canaux cristallins intrinsèques pour le transport des ions lithium. Son squelette de nanofibres de carbone entrelacées présente une intégrité structurelle et une flexibilité mécanique élevées. En tant que matériau d'anode, le TiO2@MCNFs dendritique présente une excellente capacité de décharge initiale (1932mAh/g) et d'excellentes performances de cyclage (capacité réversible de 617mAh/g après 100 cycles).
La structure unique et les excellentes propriétés électrochimiques des composites à matrice de carbone dendritique offrent une nouvelle idée pour le développement de matériaux d'anode pratiques à base de nanofibres de carbone électrofilées dopées avec des hétéroatomes d'azote, de soufre, de phosphore et de bore. Par exemple, des nanofibres de carbone dopées à l'azote et modifiées avec des nanoparticules de silicium (W-Si@N-CNFs) et des nanofibres de carbone dopées à l'azote avec des canaux ouverts (N-CNFO) ont été préparées par électrofilage.
Préparation de TiO2@MCNFs dendritiques
Les matériaux à base d'oxyde métallique ayant une capacité spécifique théorique élevée sont également considérés comme des matériaux d'anode prometteurs. L'utilisation de nanoparticules de métaux de transition pour améliorer la réactivité électrochimique de surface permet d'améliorer encore les performances des batteries. Tels que l'oxyde de fer (Fe2O3) - composite de fibre de carbone, l'oxyde de manganèse (MnO) - composite de fibre de carbone, les nanofibres Li4Ti5O12 revêtues d'une couche de nitrure de titane (TiN)/TiOxNy hautement conductrice.
En outre, des structures de fibres spéciales telles que des nanofibres creuses d'oxyde de nickel (NiO) préparées par électrofilage et des tissus non tissés @CNF à base de silicium/carbone (Si/C) préparés par électrofilage coaxial peuvent également améliorer de manière significative les propriétés électrochimiques des matériaux d'anode.
Applications de la technologie de l'électrofilage - séparateurs
Les membranes en nanofibres électrofilées (monocouches, multicouches, composites et modifiées) présentent les caractéristiques d'une structure poreuse, d'une porosité élevée et d'une grande surface spécifique, et sont des matériaux candidats idéaux pour les membranes cellulaires afin d'améliorer l'efficacité du transport des ions. Le polyimide (PI), polymère fonctionnel spécial doté d'excellentes propriétés globales, a été développé en tant que membrane de nanofibres électrofilées.
Les chercheurs ont préparé un film robuste de nanofibres de polyimide fluoré (FPI) par le biais du processus d'électrofilage et de réticulation thermique, avec un diaphragme présentant une résistance mécanique élevée (31,7MPa), une petite taille moyenne des pores et une distribution étroite de la taille des pores, montrant de bonnes performances dans la prévention de la croissance et de la pénétration des dendrites de lithium, et pouvant être assemblé dans une batterie au lithium-ion sûre et fiable.
En combinant les avantages des différentes couches de fibres, il est possible de préparer des membranes nanofibreuses avec une structure multicouche en ajustant la séquence de filage. En tant que séparateur multicouche, il est possible d'obtenir d'excellentes performances en termes de résistance mécanique, de stabilité thermique et de performances électrochimiques.
Certains chercheurs ont fabriqué un nouveau séparateur de batterie à structure sandwich PVDF/polym-phénylène isophtalamide (PMIA)/nanofibres PVDF avec une forte résistance mécanique (résistance à la traction jusqu'à 13,96MPa) et une stabilité thermique grâce à la technologie de l'électrofilage séquentiel.
L'ajout de deux ou plusieurs polymères organiques ou charges inorganiques à la solution d'électrofilage pour préparer des membranes nanofibres composites est un autre moyen efficace d'améliorer les performances des séparateurs.
Étant donné que les différents polymères ou charges inorganiques ont des propriétés physiques et chimiques et des propriétés électrochimiques différentes de celles d'un seul précurseur polymère, les performances globales des membranes composites contenant plusieurs matériaux polymères sont améliorées.
Par exemple, les chercheurs ont préparé des membranes en fibres composites lignine/polyacrylonitrile (L-PAN) par électrofilage. Grâce à la porosité élevée (74%) et à la bonne mouillabilité de l'électrolyte des L-PAN, les batteries assemblées ont montré de bonnes performances en termes de taux et de cycle. En raison du faible coût de préparation et de la simplicité du processus, les L-PAN peuvent être utilisés comme matériaux candidats idéaux pour les séparateurs de batteries lithium-ion.
Préparation de la membrane composite PVDF-HFP-PDA
Afin d'améliorer encore les propriétés mécaniques et électrochimiques de la membrane électrofilée, une autre méthode efficace consiste à post-traiter la membrane électrofilée (notamment en modifiant sa structure chimique ou la morphologie de sa surface) afin d'obtenir un séparateur modifié doté d'excellentes propriétés globales. Les chercheurs ont modifié et fait croître une fine couche fonctionnelle de polydopamine (PDA) sur la surface des nanofibres PVDF-HFP par des méthodes d'électrofilage et de revêtement par immersion, formant ainsi une structure cœur-coquille unique (comme le montre la figure ci-dessus), qui sert de séparateur modifié de haute sécurité.
La stabilité du cycle et la performance de la vitesse, et l'ensemble du processus de réaction sont effectués dans une solution aqueuse respectueuse de l'environnement, ce qui peut répondre aux exigences d'utilisation sûre des grandes batteries au lithium-ion.
Résumé
L'application de la technologie de l'électrofilage dans le domaine des batteries lithium-ion est une nouvelle technologie qui a fait l'objet de recherches et d'applications progressives dans le monde entier à la fin du 20e siècle.
Comparée à plusieurs technologies telles que le broyage de billes à haute énergie et le dépôt en phase vapeur, la technologie de l'électrofilage présente les avantages d'un principe simple, d'un fonctionnement pratique et d'un faible coût de préparation, et est progressivement devenue l'une des méthodes les plus couramment utilisées pour la fabrication de produits chimiques. matériaux pour batteries construction.
Cependant, dans les applications commerciales, cette technologie doit encore relever de nombreux défis, tels que le problème de la production de masse, la manière d'obtenir un contrôle précis des nanostructures, etc.
Hailey
Bonjour, je m'appelle Hailey. Depuis que j'ai obtenu ma maîtrise en physique, je me suis consacrée à l'industrie des piles au lithium et j'ai travaillé avec des ingénieurs spécialisés dans les piles au lithium pour mener à bien divers projets de conception et de fabrication de piles au lithium. Grâce à mes connaissances électroniques en tant qu'ingénieur en batteries au lithium pendant plus de 4 ans, je suis maintenant principalement responsable de la rédaction de contenu sur les batteries au lithium et j'aimerais partager mon point de vue avec vous.
Technologie d'électrofilage - application aux batteries lithium-ion
Principes de la technologie de l'électrofilage
Comme le montre la figure ci-dessous, l'équipement nécessaire à l'essorage électrostatique comprend une alimentation électrique à haute tension, un dispositif de collecte, un dispositif de stockage de la solution et un dispositif d'injection. Le principe consiste à utiliser une alimentation électrique à haute tension pour créer une différence de tension entre la solution et le dispositif de collecte, de sorte que la solution surmonte la tension superficielle du liquide et forme un cône de Taylor.
Lorsque le tension de la batterie lithium-ion dépasse une certaine valeur, le liquide est pulvérisé depuis l'extrémité du cône de Taylor. Le liquide pulvérisé est étiré dans la direction du champ électrique, refroidi et volatilisé par le solvant, et forme finalement des nanofibres sur le dispositif de collecte. Dans des circonstances normales, la tension requise pour l'essorage électrostatique est de quelques milliers de volts à des dizaines de milliers de volts.
Facteurs influençant la technologie de l'électrofilage
L'application de la technologie d'électrofilage est affectée par une série de paramètres de processus, et la modification subtile de ces paramètres aura également un certain impact sur la morphologie, la structure et les propriétés des nanofibres. Les principaux impacts se répartissent en quatre catégories :
Les propriétés de la solution, les paramètres d'électrofilage et les paramètres environnementaux affecteront le taux et le temps de volatilisation du solvant, la taille de la force du champ électrique, le fractionnement et le durcissement de la fibre, de manière à affecter la taille et l'uniformité du diamètre de la fibre. La méthode de collecte affecte l'orientation et la forme des fibres.
Ces dernières années, des nanofibres aux structures variées et uniques, préparées par la technologie de l'électrofilage, ont été largement utilisées dans le domaine de la santé publique. l'industrie des piles au lithium. La technologie de l'électrofilage peut être utilisée pour la construction de trois matériaux clés des batteries au lithium : les matériaux de la cathode, les matériaux de l'anode et les séparateurs.
Applications de la technologie de l'électrofilage - matériaux de cathode
La cathode est le principal donneur d'ions lithium (Li+) dans les batteries lithium-ion, et c'est également un facteur clé affectant le taux de transmission des ions lithium. Le développement de batteries au lithium-ion sûres, économiques, performantes et de grande capacité est une priorité. matériaux de cathode peut promouvoir efficacement l'application des batteries lithium-ion.
Actuellement, la capacité de décharge spécifique des matériaux anodiques commerciaux (tels que LiFePO4) est généralement inférieure à 200mAh/g, ce qui constitue l'un des goulets d'étranglement limitant la demande croissante de batteries lithium-ion à haute densité énergétique et à faible coût. Parmi les différentes méthodes permettant d'améliorer les propriétés électrochimiques des matériaux cathodiques, le nanorevêtement et le contrôle de la morphologie des nanostructures par la technologie de l'électrofilage se sont avérés efficaces.
Les chercheurs ont synthétisé avec succès le matériau cathodique Li1.2Ni0.17Co0.17Mn0.5O2 en forme de fleur à l'aide de la technologie d'électrofilage à haute tension et d'un traitement thermique. Cette morphologie poreuse ordonnée en forme de fleur peut favoriser la diffusion rapide des ions lithium, et la batterie assemblée peut avoir une capacité de décharge cyclique allant jusqu'à 235mAh/g.
L'électrofilage, une méthode de synthèse simple et réalisable, constitue un moyen efficace de concevoir la structure idéale de la cathode des batteries lithium-ion.
Certains chercheurs ont également synthétisé des nanostructures de pentoxyde de vanadium (V2O5) à morphologie contrôlable (telles que des nanotubes poreux de V2O5, des nanofibres stratifiées de V2O5 et des nanorubans monocristallins de V2O5) grâce à la stratégie de la "technologie d'électrofilage et du traitement de recuit ultérieur", qui sont utilisées comme matériaux cathodiques à haute performance pour les batteries lithium-ion, présentant une capacité réversible élevée et d'excellentes performances de cyclage.
Les nanotubes poreux de V2O5 ont une densité de puissance de 40,2 kW/kg et une densité d'énergie de 201 Wh/kg. En outre, le dopage des éléments métalliques de transition peut également améliorer les performances du matériau actif de l'électrode, de manière à améliorer les performances électrochimiques des batteries lithium-ion.
En outre, les chercheurs ont préparé des nanofibres composites Li2Mn0,8Fe0,2SiO4/ carbone en combinant l'électrofilage et le traitement thermique. Ils ont constaté que le dopage au fer améliorait la conductivité et la pureté des matériaux d'électrode, et que la matrice de nanofibres de carbone favorisait le transfert d'ions et la diffusion des charges. Le matériau présente une bonne capacité réversible et d'excellentes performances de cyclage lorsqu'il est utilisé comme cathode de batterie lithium-ion.
Applications de la technologie de l'électrofilage - matériaux d'anode
Ces dernières années, en raison du faible taux d'utilisation de l'énergie des matériaux anodiques simples à base de carbone, la technologie de l'anode à base de carbone a été développée. anode de batterie lithium-ion La conception de la structure est devenue plus complexe et plus fine, et la technologie du film de soie par filage électrostatique ou par pulvérisation électrostatique permet de franchir le goulot d'étranglement.
Par exemple, pour résoudre les problèmes de faible utilisation de la capacité et de mauvaise performance de cyclage de l'anode à base de dioxyde de titane/carbone (TiO2/C) des batteries lithium-ion, les chercheurs ont préparé des nanofibres dendritiques de TiO2@carbone mésoporeux (TiO2@MCNF) par électrofilage, traitement hydrothermique et processus de carbonisation (comme le montre la figure ci-dessous).
Le matériau composite dendritique TiO2@MCNFs, en tant que support de l'épine dorsale, présente un grand nombre de réseaux de nano-tio2 exposés, qui peuvent fournir des canaux cristallins intrinsèques pour le transport des ions lithium. Son squelette de nanofibres de carbone entrelacées présente une intégrité structurelle et une flexibilité mécanique élevées. En tant que matériau d'anode, le TiO2@MCNFs dendritique présente une excellente capacité de décharge initiale (1932mAh/g) et d'excellentes performances de cyclage (capacité réversible de 617mAh/g après 100 cycles).
La structure unique et les excellentes propriétés électrochimiques des composites à matrice de carbone dendritique offrent une nouvelle idée pour le développement de matériaux d'anode pratiques à base de nanofibres de carbone électrofilées dopées avec des hétéroatomes d'azote, de soufre, de phosphore et de bore. Par exemple, des nanofibres de carbone dopées à l'azote et modifiées avec des nanoparticules de silicium (W-Si@N-CNFs) et des nanofibres de carbone dopées à l'azote avec des canaux ouverts (N-CNFO) ont été préparées par électrofilage.
Les matériaux à base d'oxyde métallique ayant une capacité spécifique théorique élevée sont également considérés comme des matériaux d'anode prometteurs. L'utilisation de nanoparticules de métaux de transition pour améliorer la réactivité électrochimique de surface permet d'améliorer encore les performances des batteries. Tels que l'oxyde de fer (Fe2O3) - composite de fibre de carbone, l'oxyde de manganèse (MnO) - composite de fibre de carbone, les nanofibres Li4Ti5O12 revêtues d'une couche de nitrure de titane (TiN)/TiOxNy hautement conductrice.
En outre, des structures de fibres spéciales telles que des nanofibres creuses d'oxyde de nickel (NiO) préparées par électrofilage et des tissus non tissés @CNF à base de silicium/carbone (Si/C) préparés par électrofilage coaxial peuvent également améliorer de manière significative les propriétés électrochimiques des matériaux d'anode.
Applications de la technologie de l'électrofilage - séparateurs
Les membranes en nanofibres électrofilées (monocouches, multicouches, composites et modifiées) présentent les caractéristiques d'une structure poreuse, d'une porosité élevée et d'une grande surface spécifique, et sont des matériaux candidats idéaux pour les membranes cellulaires afin d'améliorer l'efficacité du transport des ions. Le polyimide (PI), polymère fonctionnel spécial doté d'excellentes propriétés globales, a été développé en tant que membrane de nanofibres électrofilées.
Les chercheurs ont préparé un film robuste de nanofibres de polyimide fluoré (FPI) par le biais du processus d'électrofilage et de réticulation thermique, avec un diaphragme présentant une résistance mécanique élevée (31,7MPa), une petite taille moyenne des pores et une distribution étroite de la taille des pores, montrant de bonnes performances dans la prévention de la croissance et de la pénétration des dendrites de lithium, et pouvant être assemblé dans une batterie au lithium-ion sûre et fiable.
En combinant les avantages des différentes couches de fibres, il est possible de préparer des membranes nanofibreuses avec une structure multicouche en ajustant la séquence de filage. En tant que séparateur multicouche, il est possible d'obtenir d'excellentes performances en termes de résistance mécanique, de stabilité thermique et de performances électrochimiques.
Certains chercheurs ont fabriqué un nouveau séparateur de batterie à structure sandwich PVDF/polym-phénylène isophtalamide (PMIA)/nanofibres PVDF avec une forte résistance mécanique (résistance à la traction jusqu'à 13,96MPa) et une stabilité thermique grâce à la technologie de l'électrofilage séquentiel.
L'ajout de deux ou plusieurs polymères organiques ou charges inorganiques à la solution d'électrofilage pour préparer des membranes nanofibres composites est un autre moyen efficace d'améliorer les performances des séparateurs.
Étant donné que les différents polymères ou charges inorganiques ont des propriétés physiques et chimiques et des propriétés électrochimiques différentes de celles d'un seul précurseur polymère, les performances globales des membranes composites contenant plusieurs matériaux polymères sont améliorées.
Par exemple, les chercheurs ont préparé des membranes en fibres composites lignine/polyacrylonitrile (L-PAN) par électrofilage. Grâce à la porosité élevée (74%) et à la bonne mouillabilité de l'électrolyte des L-PAN, les batteries assemblées ont montré de bonnes performances en termes de taux et de cycle. En raison du faible coût de préparation et de la simplicité du processus, les L-PAN peuvent être utilisés comme matériaux candidats idéaux pour les séparateurs de batteries lithium-ion.
Afin d'améliorer encore les propriétés mécaniques et électrochimiques de la membrane électrofilée, une autre méthode efficace consiste à post-traiter la membrane électrofilée (notamment en modifiant sa structure chimique ou la morphologie de sa surface) afin d'obtenir un séparateur modifié doté d'excellentes propriétés globales.
Les chercheurs ont modifié et fait croître une fine couche fonctionnelle de polydopamine (PDA) sur la surface des nanofibres PVDF-HFP par des méthodes d'électrofilage et de revêtement par immersion, formant ainsi une structure cœur-coquille unique (comme le montre la figure ci-dessus), qui sert de séparateur modifié de haute sécurité.
La stabilité du cycle et la performance de la vitesse, et l'ensemble du processus de réaction sont effectués dans une solution aqueuse respectueuse de l'environnement, ce qui peut répondre aux exigences d'utilisation sûre des grandes batteries au lithium-ion.
Résumé
L'application de la technologie de l'électrofilage dans le domaine des batteries lithium-ion est une nouvelle technologie qui a fait l'objet de recherches et d'applications progressives dans le monde entier à la fin du 20e siècle.
Comparée à plusieurs technologies telles que le broyage de billes à haute énergie et le dépôt en phase vapeur, la technologie de l'électrofilage présente les avantages d'un principe simple, d'un fonctionnement pratique et d'un faible coût de préparation, et est progressivement devenue l'une des méthodes les plus couramment utilisées pour la fabrication de produits chimiques. matériaux pour batteries construction.
Cependant, dans les applications commerciales, cette technologie doit encore relever de nombreux défis, tels que le problème de la production de masse, la manière d'obtenir un contrôle précis des nanostructures, etc.