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Activités de recherche

Nanoconfinement moléculaire et nanotubes


Les molécules d’eau confinées dans des nanocanaux de diamètre similaire à leur taille, ou entre deux plans graphéniques, présentent des propriétés originales par rapport à celles en volume. Par exemple, l’eau glisse sans frottement dans les nanotubes de carbone et de nouvelles formes de glace y sont observées... Nous avons aussi montré que des nanotubes d’oxydes métalliques, les nanotubes d’imogolite, offrent une occasion rare de sonder la dynamique de l’eau confinée dans des géométries bien définies et pour différentes interactions avec l’interface. Mon activité de recherche est centrée sur l’étude des propriétés structurales et dynamiques de molécules confinées à une ou deux dimensions, ainsi que sur l’étude approfondie des nanocontainers eux-mêmes. La dynamique de l’eau est un processus multiéchelle mettant en jeu à la fois les interactions avec la paroi du nanocontainer et la contrainte du confinement géométrique. Notre objectif est d’obtenir un ensemble complet de données expérimentales pour présenter une première vue globale des phénomènes associés dans des nanocanaux hydrophiles et hydrophobes (les nanotubes d’imogolite et leurs analogues fonctionnalisés).


Une autre piste suivie avec Erwan Paineau concerne l’étude de l’activité photocatalytique des nanotubes d’imogolite. Le concept de photocatalyse assistée par nanoconfinement a commencé à être étudié depuis quelques années avec le développement de nanostructures photo-actives à polarisation permanente à 2 et 3 dimensions. Il s’agit ici de tester ce concept pour un confinement unidimensionnel, avec les nanotubes d’imogolite dont les parois sont fortement polarisées, ce qui devrait permettre une bonne séparation de la paire électron-trou.


Enfin, avec M. Shaffer à Imperial College, nous étudions de nouvelles fibres à base de nanotubes d’imogolite, avec des propriétés d’auto-réparation intéressantes.


Pour plus d’infos : se reporter aux articles dans la rubrique "Publications" ou aux "Conférences spécialisées" dans la rubrique "Conférences et cours". Certains aspects sont vulgarisés, dans les "Faits marquants" ou avec quelques conférences de vulgarisation dans la rubrique "Conférences et cours".

  • Quelques-uns de mes proches collaborateurs  :

Erwan PAINEAU

Stéphan ROUZIÈRE

Stéphane ROLS (ILL, Grenoble)

  • Étudiants en thèse (actuellement et ces dernières années) :

Joseph MOORE, "Fibres de haute performance avec des nanotubes" - 2018-2021. Supervisors : M. Shaffer (Imperial College) and P. Launois

Geoffrey MONEY, "Metal oxide nano-ribbons and molecular confinement" - 2016-2019. Encadrants : E. Paineau and P. Launois

Mohamed Salah AMARA, "Nanotubes d’imogolite et propriétés de l’eau confinée : organisation, structure et dynamique" - prix de thèse 2015, mention Physique, de l’Association Française de Cristallographie

Colin BOUSIGE, "Structure et dynamique de systèmes unidimensionnels modèles : les nano-peapods de carbone" - prix de thèse 2013 de la Société Française de Neutronique

  • Post-doctorants actuels :

Rajesh Bhandary, "Dynamique multi-échelle de l’eau dans des nanocanaux d’imogolite"