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Insertion et organisation de nanoparticules à l'intérieur de bicouches de tensioactifs déposées sur substrats solides
Gaelle Andreatta
IRAMIS/SPEC
Vendredi 26/09/2008, 15h00
Amphi. Bloch, Bât. 774, Orme des Merisiers, CEA-Saclay
Manuscrit de la thèse Les propriétés d'auto-assemblage des films libres de tensioactifs peuvent être utilisées pour diriger l'organisation de nano-objets. Au cours de ce travail, nous avons étudié le dépôt de films libres de tensioactifs sur des substrats solides ainsi que l'insertion et l'organisation de nanoparticules dans ces films. Nous avons tout d'abord démontré que les films de différents types de tensioactifs pouvaient être transférés sur des substrats hydrophobes et atomiquement plats, par exemple sur des surfaces de silicium hydrogéné ou de silice silanisée. Les caractérisations par réflectivité des rayons X et par AFM ont prouvé que l'organisation moléculaire des films libres était préservée lors du dépôt. Nous nous sommes alors intéressés à l'insertion et l'organisation de nanoparticules à l'intérieur des bicouches de tensioactifs ainsi déposées. Dans un premier temps, des nanoparticules ont été déposées individuellement. La densité de nanoparticules sur la surface peut être contrôlée par ce procédé. Dans un second temps, nous avons joué sur les interactions entre les tensioactifs stabilisant les films libres et les nano-objets pour obtenir des monocouches denses et organisées de particules. Des monocouches denses de nanoparticules d'or sont déposées sur des substrats de silicium hydrogéné et leur surface peut atteindre plusieurs dizaines de µm². Après un certain temps de repos, les films libres s'approchent de l'équilibre et les nanoparticules s'organisent en structures de plus en plus compactes. Les interactions présentes dans le système étudié sont également applicables à d'autres nanoparticules métalliques ou d'oxydes métalliques.
Insertion and organization of nanoparticles within surfactant bilayers transferred onto solid substrates The self-assembling properties of surfactant can be used to direct the organization of nanoparticles. During this PhD work, we studied the transfer of freestanding surfactant films onto solid substrates as well as the insertion and organization of nanoparticles within these films. We first proved that the films stabilized by different kinds of surfactant may be transferred onto hydrophobic and atomically flat surfaces, for example hydrogenated silicon or silanized silica. Characterizations (X-Ray reflectivity, AFM) showed that the molecular organization of the freestanding films was kept during transfer. We then investigated the insertion and organization of nanoparticles within the transferred surfactant bilayers. First nanoparticles were deposited individually. The density of nanoparticles on the surface can be controlled by this process. Then, in order to obtain dense and organized monolayers of nanoparticles, we employed the interactions between the surfactant molecules stabilizing the freestanding films and the nano-objects. Thus dense monolayers of gold nanoparticles were deposited onto hydrogenated silicon surfaces, their surface can reach up to dozens of µm². When the freestanding films were given some time to reach equilibrium before deposition, the monolayers become denser. The interactions in the system under study can also be applied to other metallic particles or even particles of metallic oxides.

 

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