Modes de vibration de nano-objets : des nanoparticules métalliques aux virus biologiques

par Bruno Stephanidis

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Alain Mermet.

Soutenue en 2008

à Lyon 1 .


  • Résumé

    Comparée à leur structure généralement très bien caractérisée, la dynamique collective des nano-objets est assez mal connue. En une vingtaine d'années, la diffusion inélastique de lumière est devenue un outil puissant dans l'étude de la dynamique des nano-objets. Ce travail traite de la transposition de cette technique habituellement appliquée à l'étude des modes propres de vibration de nanoparticules solides à la recherche de modes similaires chez leur équivalent biologique, les virus. Nous revenons dans un premier temps sur les expériences Brillouin (ou Raman basse fréquence) sur des verres dopés à l'or et discutons de l'utilité du tandem Fabry-Pérot en particulier par l'apport de la haute résolution dans la détection des levées de dégénérescence associées à l'anisotropie des paramètres élastiques des nanoparticules d'or facettées. La deuxième partie de ce travail est consacrée à la recherche de modes de vibration d'ensemble sur des virus à morphologie sphérique à travers l'étude de différents types d'échantillons : solutions, couches bidimensionnelles et cristaux tridimensionnels de virus. Cette partie rend compte d'une première détermination des constantes élastiques globales d'un cristal de phytovirus. Alors que pour les virus de petite taille (15-30nm) aucune preuve indiscutable de l'existence d'un mode de vibration de virus n'a pu être trouvée, pour un virus de plus grande taille (environ 200nm), un signal s'apparentant à un mode de vibration de virus a été observé

  • Titre traduit

    Vibration modes of nanoparticles : from metallic clusters to viruses


  • Résumé

    Compared to their structure which is in general very well characterized, the collective dynamics of nano-objects are quite poorly documented. Over the last two decades, inelastic light scattering has become a powerful tool in studying the dynamics of nano-objects. This work is about the application of this technique usually dedicated to the study of the vibration eigenmodes of solid nanoparticles (metallic clusters, silica nanospheres) to the investigation of similar modes in their biological counterparts, i. E. Viruses. The first part of this work deals with the Brillouin (or low-frequency Raman) experiments on gold nanoparticles embedded in glasses. The advantage of using the Tandem Fabry-Perot Interferometer is then discussed : thanks to the high resolution of this setup, it is possible to observe the lift of degeneracy associated with the elastic anisotropy of the faceted gold nanoparticles. In the second part of this work we try to investigate the overall vibration modes of sphere-like viruses through the study of different kinds of samples : solution, two-dimensional layers and three-dimensional virus crystals. The search for this modes leads to a first estimate of the elastic constants of a phytovirus crystal. For small viruses (15-30nm), no firm evidence of eigenmodes is found, while for a bigger virus (200 nm) we observe a signal which could be related to a vibration mode of the virus

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Informations

  • Détails : 1 vol. (147 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 135-146

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  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T50/210/2008/48bis
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