Thèse soutenue

Nouvelle voie de synthèse de nanoparticules d'or uniformes pour la détection de faibles traces
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Auteur / Autrice : Rana Omar
Direction : Aotmane En NaciriSuzanna AkilHussein MortadaJoumana Toufaily
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 21/12/2017
Etablissement(s) : Université de Lorraine en cotutelle avec Université Libanaise
Ecole(s) doctorale(s) : SESAMES - Ecole Doctorale Lorraine de Chimie et Physique Moléculaires
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de chimie et physique - Approche multiéchelle des milieux complexes (2012-.... ; Metz)
Jury : Président / Présidente : Pierre-Michel Adam
Examinateurs / Examinatrices : Aotmane En Naciri, Suzanna Akil, Michel Voué, Safi Jradi
Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre-Michel Adam, Michel Voué

Mots clés

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Résumé

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La synthèse contrôlée de nanoparticules métalliques (NPM) selon des morphologies et dimensions particulières est un domaine de recherche interdisciplinaire en raison des nouvelles propriétés physiques variées, riches et complexes des NPM. Ces propriétés sont principalement régies par les oscillations collectives des électrons de conductions appelées « plasmons ». Ce phénomène se traduit optiquement par une sensibilité des NPM au moindre changement d’indice de réfraction par déplacement de leur bande de résonance plasmon. Ce phénomène en fonction de la morphologie des NPM est mis à profit dans applications assez modernes telles que la photothérapie contre le cancer et l’élaboration de capteurs ultrasensibles basés sur la Résonance Plasmon de Surface (SPR) ou sur la Spectroscopie d’Exaltation Raman de Surface (SERS). La sensibilité des NPM en tant que capteurs est directement liée à la nature chimique et cristalline du métal mais également à leur capacité à adsorber les molécules cibles, à absorber ou/et confiner et exalter la lumière incidente. Cette dernière propriété est généralement d’autant plus remarquable que la distance séparant les NPM est petite. Ainsi, le contrôle de la taille, forme et densité des NPM présente un intérêt majeur et les travaux visant à développer de nouvelles méthodes de fabrication ou de nano-structuration sont toujours d’actualité. D’ailleurs, la fabrication de nanoparticules métalliques (NPM) uniformes se fait principalement par synthèse colloïdale particulièrement par « seed mediated growth ». En revanche, cette méthode présente toujours certaines limitations dans le temps de préparation et la contrôle de taille et de forme. Dans ce contexte, nous avons, dans cette thèse, développé une nouvelle méthode de fabrication de nanoparticules métalliques (NPM) de différentes formes. Le principe consiste à structurer un polymère (PMMA) sous forme d’un film nanoporeux et d’utiliser les nanopores comme réacteur de synthèse de NPM. C'est ainsi que l’objectif de cette thèse était d’exploiter la méthode de fabrication ainsi proposée afin d’élaborer de nouveaux nano-capteurs de détection basés sur le SERS. Les travaux dans le cadre de cette thèse ont été réparties sur trois grands volets : Le premier consiste à étudier le mécanisme de synthèse afin d’optimiser le processus de formation des structures métalliques uniformes. Le 2ème vise à faire évoluer la forme des NPM en jouant sur les paramètres de synthèse. En parallèle à ces deux volets, une tâche importante a été consacrée à l’analyse morphologique en utilisant les techniques d’analyses structurales, et à la détermination et la modélisation des réponses optiques de ces NPMs notamment par la technique d’ellipsométrie spectroscopique