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Univ. Paris-Saclay
Synthèse et caractérisation des nano-objets / Synthesis and characterization of nano-objects
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Synthèse et caractérisation des nano-objets :  L’IRAMIS dispose de capacité de synthèse de nano-objets aussi bien par des techniques dites de salles blanches (MBE, lithographie, ablation laser,…) que par des techniques bottom-up de chimie (procédés en solution, pyrolyse laser ou CVD). Cette capacité de préparation de nano-objets s’accompagne de recherches originales dans l’art de les fonctionnaliser et de les mettre en œuvre pour obtenir des matériaux macroscopiques nanostruturés ou des objets fonctionnels.

Ces synthèses s’accompagnent de nombreux travaux de caractérisation fine des interactions entre atomes ou molécules, intervenant au cours de l'élaboration des nano-objets et des nanomatériaux ou liés à leurs propriétés.

Pour les applications recherchées, avec l'objectif de maitriser la conception de composants fonctionnels et bien caractérisés, cette connaissance permet d'orienter, par application de contraintes contrôlées, les associations entre les objets élémentaires pour obtenir une gamme de "nano-objets

Pour aboutir à la conception de composants fonctionnels et bien caractérisés, cette connaissance permet, par l'application de contraintes contrôlées, les associations entre les objets élémentaires pour obtenir toute une gamme de "nano-produits"  : molécules complexes, nanoparticules, nanotubes de carbone, graphène, structures micellaires ou colloïdales, composés auto-assemblés, solides nanostructurés, surfaces fonctionnalisées...

 

Synthesis and characterization of nano-objects:  IRAMIS has a capacity of synthesis of nano-objects by clean-rooms methods (MBE, lithography, laser ablation, ...) and by bottom-up chemical processes (solution processes, laser pyrolysis, CVD). This ability in nano-objects elaboration is accompanied by original research to functionalize them or implement them, to get nanostructured macroscopic materials or functional objects.

These synthesis are accompanied by numerous works of fine characterization of the interactions between atoms or molecules, involved in the development of nano-objects and nanomaterials or related to their properties.

For the required applications, with the objective of achieving the design of functional and well characterized components, this knowledge makes it possible to orient by application of controlled constraints, the associations between the elementary components, to obtain a range of "nano-objects" : complex molecules, nanoparticles, carbon nanotubes, graphene, micellar structures or colloidal, self-assembled compounds, solid nanostructured, or functionalized surfaces...

 
#106 - Màj : 30/07/2019
 

Les recherches fondamentales sur les matériaux permettent de développer des méthodes pour élaborer des matériaux complètement nouveaux aux propriétés originales.

Ces recherches permettent d'adapter les matériaux pour obtenir les meilleures performances dans la réaliation de dispositifs électroniques ou optiques.

Une autre voie de recherche est d'adapter les matériaux pour obtenir les meilleures performances dans la production d'énergie, pour résister à la corrosion, obtenir des matériaux fonctionnalisés ou encore avec de bonnes propriétés catalytiques.

Des méthodes théoriques et des simulations permettent de guider ces recherches pour la réalisation de matériaux "à façon".

L'incorporation de nano-objets ou la nanostructuration (à une échelle < 100 nm) au sein d'un matériau (solide cristallisé ou matière molle) permettent d'élaborer des "nanomatériaux" aux propriétés physico-chimiques nouvelles (réactivité chimique, propriétés mécanique ou électrique, biologique...). Les structurations obtenues peuvent s'étendre du niveau moléculaire, au niveau mésoscopique, jusqu'au niveau macroscopique, chaque niveau d'organisation pouvant apporter des propriétés physico-chimiques originales.

De nouvelles techniques et procédés sont mis au point pour la réalisation de ces nanomatériaux à l'état solide : chimie, broyage,  manipulation de poudres, mélange, ultra sons, irradiation... Dans ces nanomatériaux secs et durs, les grains nanométriques sont en contact direct avec une densité d'interfaces très élevée.

Pour l'élaboration de "matière molle" nanostructurée, d'autres procédés passent par des voies liquides (fluidique et microfluidique) en mettant à profit des propriétés chimiques ou même biologiques d'objets d'origine organique ou inorganique de taille mésoscopique, de formes diverses, soumis à l'agitation thermique et interagissant sous l'effet de forces de dispersion ou électrostatiques.

Au sein des liquides ou dans les matériaux, les mécanismes d'auto-assemblage au cours de l'élaboration (couplage entre entités élémentaire, diffusion, auto-organisation, effets dynamiques...) sont le plus souvent très présents.

La mise au point de ces procédés d'élaboration présente encore de nombreux aspects très fondamentaux (nature des interactions entre "grains de matière", thermodynamique associée, diagramme de phase et transitions associées...) inséparable de l'attrait industriel pour ces nanomatériaux aux propriétés si originales. Concernant la matière molle on peut noter l'importance de l'étude de leur formulation et des propriétés de transport de poudres, de pâtes, de boues, d'émulsions ou de matières plastiques, dont il faut maîtriser l'écoulement et les propriétés mécaniques.


 

 

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