Pages scientifiques 2013
Titanium and its alloys are widely used in aeronautical, marine and chemical industries for their good mechanical properties, high resistance to corrosion, especially in sea water or human body, and low density, about 60% of steel density. However, tribological properties of titanium surface are poor with highly unstable friction coefficients and adhesive wear mechanisms which lead mechanical parts to seize up. Surface treatments are required to improve surface properties, according to the envisioned application.
Nitriding and carburizing are the most commonly used thermochemical treatments, but they must be done in highly oxygen-free atmospheres to avoid titanium oxidation. This rules out the possibility of local treatments. Laser induced modifications offer an alternative tool for modifying the surface composition by insertion of light elements (oxygen, nitrogen, carbon) present in the reactive atmosphere. Modified layers must have a high content of nitrogen to be hard enough to stand up to surface friction, while oxygen, localized in less crystallized phases, is also needed to accommodate friction without failure. Oxynitride formation appears then as ideal to reach optimal resistance.
Le frittage constitue une étape importante dans la fabrication des matériaux céramiques. Quelle que soit la nature du matériau céramique considéré et son champ d’application (céramique nucléaire, céramique pour piles à combustible,…), l’une de ses caractéristiques essentielles réside dans sa microstructure (taille et forme des grains, répartition de la porosité résiduelle). Les propriétés physico-chimiques du matériau considéré dépendent directement de cette microstructure.
Extraterrestrial materials examined by mean of nuclear microprobe
H. Khodjaa,b, T. Smitha,b, C. Engrandc, G. Herzogd, C. Raepsaeta,b
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 306 (2013) 245–248
- a CEA/IRAMIS/SIS2M/LEEL, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
- b CNRS/UMR 3299/SIS2M/LEEL, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
- c CSNSM, Bat 104, F-91405, Orsay Campus, France
- d Department of Chemistry and Chemical Biology, Rutgers University, 610 Taylor Road, Piscataway, NJ 08854-8087, USA
Le CFC (Carbon Fiber Composite) est utilisé depuis longtemps comme matériau de première paroi dans les tokamaks pour la fusion thermonucléaire. Il présente de nombreux avantages du fait de ses propriétés thermomécaniques remarquables et son faible numéro atomique, contribuant peu au refroidissement du plasma par rayonnement. L’inconvénient est qu’il possède une capacité forte à piéger le combustible (dans le cas des tokamaks d’étude, le deutérium). L’utiliser dans un cadre de production d’énergie, avec du tritium, pose des problèmes de sureté du fait des limites imposées en termes d’inventaire.
The parahydrogen induced polarization (PHIP) method is based on the non-Boltzmann distribution of nuclear spin states following the hydrogenation of a substrate by parahydrogen. Absorptive and/or emissive NMR signals can be greatly enhanced, up to several orders of magnitude as compared to thermally polarized molecules.
The research in this field is part of the expertise of LSDRM in its effort to increase NMR sensitivity.
Dihydrogen, initially made of 1/4 of parahydrogen and 3/4 of orthohydrogen, a proportion that does not induce any hyperpolarization, is cooled to -196°C in the presence of a ferric catalyst, thanks to an home-made apparatus. The resulting gas contains about one half of parahydrogen, and may be use to obtain hyperpolarized spectra.
A first example: the method named "signal amplification by reversible-exchange" (SABRE) is used here to increase the aromatic signals of N,N-dimethylnicotinamide. In SABRE, a catalyst reversibly binds dihydrogen and the aromatic molecule.
Responsable : Lionel Poisson
Cette équipe étudie la dynamique ultrarapide de systèmes hors-équilibre (échelle de temps 10 fs-100 ps). Initialement tourné vers l’étude de molécules isolées (phase gazeuse), cet axe se dirige de plus en plus vers l’étude de systèmes servant de modèle à la chimie en phase condensée : radicaux, systèmes micro-solvatés, nanoparticules,…
Le but de cette équipe est de caractériser l’ensemble de la dynamique d’un système donné, en étudiant sa spectroscopie électronique et la dynamique de relaxation des bandes spectroscopique identifiées. Il s’agit de réaliser la « cartographie dynamique » d’un système d’étude. Pour comprendre ses résultats, il est nécessaire de faire appel à la simulation numérique pour modéliser, a minima, l’environnement proche des systèmes étudiés avant excitation. La sonde des systèmes étant réalisés par ionisation (spectroscopie de photoélectron), la connaissance de la spectroscopie électronique et vibrationnelle de l’ion est aussi nécessaire.
Emulsions of two immiscible fluids stabilized with solids particles, called Pickering emulsion, have been studied since the early twentieth century and the pioneering works of Ramsden[1] and Pickering[2] The irreversible adsorption of particles at the interface of the two phases gives original properties of these emulsions. Such emulsions are of primary interest in the food, cosmetics industry and oil recovery. Although it is now clear that the stabilization mechanism comes from the partial wettability of the nanoparticles by the two emulsion phases, the interface structures for such a stability mechanism is not well understood. There is a need of making a Pickering emulsion model system where the nanoparticles are well controlled as well as the emulsion size. The LIONS laboratory has developed a microfluidics platform (Fig.6) which allows preparing monodisperse tunable Pickering emulsion starting from monodisperse silica nanoparticles (NPs) of 7nm radius.
Ce dispositif expérimental est doté d’un jet versatile couplé à un dispositif d’imagerie de photoélectron et à un spectre de masse à temps de vol. L’objectif de cette expérience est de deux ordres :
- L’étude de la spectroscopie des états de transition de complexes de van der waals. Les réactions métaux-molécules ont été particulièrement étudiées.
- La détermination de la spectroscopie d’absorption de différents systèmes.
L’objectif principal de cette thèse consiste à développer une sonde à base de capteurs magnétorésistifs (Giant Magnetoresistance – GMR ou Tunnel Magnetoresistance - TMR) afin de mesurer le champ magnétique induit par les courants circulant le long des neurones. L’électrophysiologie classique permet actuellement d’enregistrer les potentiels électriques locaux des cellules nerveuses mais les électrodes utilisées n’apportent pas d’informations sur la signature magnétique de ces cellules. La sonde (appelée "magnétrode" en référence aux électrodes d’électrophysiologie) doit permettre d’obtenir la réponse électromagnétique des neurones, en utilisant la très bonne sensibilité et la possibilité de miniaturisation des capteurs magnétiques très sensibles (GMR ou TMR).
Dans un premier temps, la fabrication, la miniaturisation et la caractérisation des magnétrodes seront effectuées puis des tests in-vitro et in-vivo seront réalisés en collaboration avec respectivement l’équipe d’Alain Destexhe et Thierry Bal de l’Unité de Neurosciences, Information et Complexité (UNIC) du CNRS à Gif-sur-Yvette et celle du Professeur Pascal Fries de l’Ernst Strüngmann Institute (ESI) for Neuroscience in Cooperation with Max Planck Society à Francfort.
