Structure et croissance de nanotubes de Ge-imogolite simple et double-paroi

par Perrine Maillet

Thèse de doctorat en Physique et chimie des matériaux

Sous la direction de Olivier Spalla.

Soutenue en 2010

à Paris 6 .

mots clés

• Nanotubes -- Croissance
• Rayons X -- Diffusion
• Nanoparticules

Résumé

Les Imogolites (OH)3Al2O3Si(OH) sont des minéraux naturels découvert en 1962 dans des sols volcaniques japonais qui présentent une structure analogue à celle des nanotubes de carbone. Leur synthèse, décrite depuis 1977, permet l’obtention de tubes bien calibrés et monodisperses. La récente mise en évidence de la possibilité de synthétiser des analogues au germanium en grande quantité en ont fait un matériau de choix dans le cadre de mon sujet de thèse visant à préparer des matériaux mésoporeux à base de nanoparticules anisotropes. Lors de la caractérisation détaillée de ces imogolites par SAXS et microscopie TEM/AFM, nous avons montré que ces analogues d'Imogolite sont bien des nanotubes, mais qu'ils existent sous deux formes : des tubes à paroi unique mais également des tubes à paroi double jamais observés à ce jour. La concentration importante utilisée pour cette synthèse a également permis de mieux définir l'espèce précurseur de ces nanotubes appelée proto-imogolite et mal connue jusqu’ici. Après une identification précise du paramètre déterminant la formation de l’une ou l’autre des structures, nous avons étudié en détail le mécanisme et la cinétique de croissance de ces imogolites. Enfin, des premiers tests sur l’organisation de ces nanotubes en forte concentration ou au sein de microgouttes permettent d’observer leur tendance à s’organiser, propriété prometteuse pour le développement futur d’applications

Titre traduit

Structure and growth of single-walled and double-walled Ge-imogolites

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