Responsable : Mathieu Pinault
Le LEDNA (Laboratoire Édifices Nanométriques) est un laboratoire de recherche qui compte 23 permanents et une douzaine de doctorants, post-docs et CDD.
Axé sur la recherche fondamentale en nanosciences, son expertise porte sur le développement bottom-up de méthodes de synthèse et d’élaboration de nano-objets ou de matériaux nanostructurés originaux. L’objectif est de développer des applications à fort impact sociétal dans les domaines de l’énergie, de l’environnement, de la santé et des matériaux composites fonctionnels.
Le LEDNA a pour principal objectif scientifique d’étudier les phénomènes physico-chimiques à mettre en œuvre pour concevoir des procédés de synthèse performants (rendement, efficacité…) en phase gazeuse ou liquide, et d’analyser leurs propriétés physiques, chimiques et mécaniques intrinsèques résultant de leur faible taille.
Ses recherches sont organisées autour de plusieurs thématiques :
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Synthèse en phase gazeuse :
- Synthèse en phase gazeuse (pyrolyse laser, CVD, PVD…) de nanoparticules ou couches minces nanocomposites,
- Synthèse de nanostructures carbonées (notamment, nanotubes de carbone alignés, nanodiamants)
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Synthèse par voie liquide :
- Nanoparticules d’or pour la plasmonique et la nanomédecine,
- Synthèse de matériaux oxydes nanoporeux.
- Synthèse par électrochimie de films minces d’oxydes nanostructurés
LEDNA développe également un savoir-faire et une expertise dans l’analyse des techniques de caractérisation des nano-objets, ainsi que dans la mesure des propriétés chimiques, physiques ou mécaniques des nano-objets individuels, ou des nano-objets mis en forme dans des matériaux ou des dispositifs. L’équipe porte une attention particulière au contrôle des procédés de synthèse qu’elle développe ainsi qu’à la maîtrise et à la qualité des nano-objets qu’elle prépare. Un des axes stratégiques du LEDNA consiste à développer des concepts technologiques innovants pour la synthèse ou la mise en œuvre de nanoparticules par des développements instrumentaux afin de répondre à des questions de nature fondamentale ou plus appliquée :
- lentilles aérodynamique pour générer des jets de nanoparticules pour la synthèse et l’analyse (au laboratoire et sur synchrotron)
- de dispositifs de synthèse dédiés aux analyses in situ (au laboratoire et sur synchrotron)
- de techniques d’analyse en ligne des procédés (spectrométrie de masse, LIBS…)
Le LEDNA dispose d’équipements de caractérisation performants adaptés à l’étude des nano-objets (FEG-SEM, Spectroscopie Raman, Spectroscopie par corrélation de photons, etc…) et aux mesures de propriétés chimiques, physiques ou mécaniques (mesures électriques, électrochimiques, etc…).
Le LEDNA travaille également avec de grands instruments (SOLEIL, ESRF, etc.), en soumettant des projets et en collaborant au temps de faisceau interne.
Une des spécificités de l’équipe LEDNA est l’équilibre entre recherche académique et recherche appliquée : pour les systèmes ayant atteint un niveau de maturité permettant de proposer une utilisation industrielle, LEDNA travaille sur des projets de R&D conjoints pour transposer les procédés de synthèse et les dispositifs développés en laboratoire à l’échelle préindustrielle suivante (prototypes, TRL 2 à 5, projet de maturation). Pour cela, le LEDNA s’appuie sur des partenariats existants : (NAWAH, Europrotect, Ethera, RTE-France, CNES, sociétés Thalès…) ou en cours de construction, et collabore avec de nombreuses équipes de recherche nationales (ICMO, ISMO, LPS d’Orsay et ICP, CEA-LITEN, CEA-Joliot, SOLEIL, ICPEES, LPPI, ILV… ou internationales (NTU Singapore, Karlsruhe-KIT, University of Birmingham, Helmholtz Zentrum Berlin, Technion Institute, … ).
A travers ses activités centrées sur la synthèse de nanoparticules, le LEDNA s’intéresse également aux impacts sociétaux des nano-objets sur la santé humaine et l’environnement et participe à l’étude de leur toxicité, en collaboration avec des biologistes.