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Colloïdes minéraux et matériaux hybrides

 

Permanents Post-doctorants Doctorants
Benjamin Abecassis

Doru Constantin

Patrick Davidson

Marianne Impéror-Clerc

Brigitte Pansu

  Elise Azar

Nicolo Castro

Faits marquants

 

Nanoparticules organisées

Les développements récents de la « chimie douce » permettent d’élaborer des suspensions colloïdales stables de nanoparticules anisotropes qui s’auto-organisent en phases cristal-liquides avec un comportement très riche :

  • Une phase nématique de bâtonnets de goethite présente un coefficient de diffusion collectif qui décroît à grande échelle [1].
  • Les suspensions aqueuses de certaines argiles naturelles présentent une phase cristal-liquide nématique qui s’aligne facilement sous champ électrique [2].

L’auto-assemblage de nanoplaquettes semi-conductrices en solution dépende de manière cruciale de leur épaisseur : les plaquettes fines s’enroulent sur elles-mêmes pour former des tubes multi-parois, alors que les plus épaisses forment des empilements [3].

Ces nanoparticules anisotropes possèdent des propriétés optiques exceptionnelles qui pourraient être exploitées dans des dispositifs opto-electroniques comme les LEDs ou pour la construction de cellules photo-voltaïques.


Mésophases dopées

Les nanoparticules minérales servent également à formuler des systèmes hybrides organiques/minéraux (mésophases dopées). Le but est de maîtriser la répartition et l’orientation de nano-objets dans une matrice à comportement mécanique contrôlable, en utilisant des systèmes auto-organisés.

Les particules insérées sont choisies en fonction de leurs propriétés spécifiques (catalyse, photo-réduction, photo-catalyse, optique etc) ou pour sonder les propriétés physiques des phases hôtes :


  • De petites particules inorganiques et hydrophobes insérées dans des bicouches de tensioactif se repoussent [4] [5], contrairement aux prédictions d’une théorie élastique simplifiée. Ceci facilite la stabilisation de nanoparticules d’or dans ces matrices [5] et pourrait avoir des conséquences pour l’interaction des protéines membranaires [6].
  • En insérant des bâtonnets de goethite dans une phase lamellaire on obtient un systèmes à symétrie composée nématique/smectique, facile à aligner et qui réagit à un champ magnétique externe [7].