Synthèse et caractérisation de nanostructures induites par radiolyse en mésophases hexagonales

Synthesis and characterization of nanostructures induced by radiolysis in hexagonal mesophases

• Auteur / Autrice : Anaïs Lehoux
• Direction : Hynd Remita
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique
• Date : Soutenance le 28/09/2012
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Chimie de Paris-Sud (Orsay, Essonne ; 2006-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie physique (Orsay, Essonne ; 2000-....)
• Jury : Président / Présidente : Patrick Davidson
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hynd Remita, Patrick Davidson, Corinne Chanéac, Roberta Brayner, Francisco-José Cadete Santos Aires, Eddy Dumas, Jose Luis Rodriguez Lopez, Laurence Ramos
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Corinne Chanéac, Roberta Brayner

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cristaux liquides

Nanofils

Chimie sous rayonnement

Mots clés libres

Radiolyse

Nanostructure

Nanoparticules bimétalliques

Mésoporosité

Polymères

Surfactants

Auto-assemblage

Mésophase hexagonale

Radiolysis

Nanostructure

Bimetallic nanoparticles

Mesoporosity

Polymers

Surfactants

Self-assembly

Hexagonal mesophase

Résumé

Les propriétés (catalytiques, électriques, optiques ou magnétiques) des métaux ultra-divisés sont différentes du métal massif et sont influencées par la forme et la morphologie des nanomatériaux. Parmi les techniques de synthèses des nanomatériaux, la radiolyse est une méthode de choix pour réduire de façon contrôlée des ions métalliques et pour induire la polymérisation de monomères. Une matrice souple auto-assemblée, à partir de molécules de surfactants, a été employée comme nanoréacteur pour synthétiser des nanostructures (bi-)métalliques ou polymères de morphologie contrôlée. Les surfactants forment dans des conditions particulières des mésophases hexagonales quaternaires qui peuvent être gonflées, de façon continue, sur une large gamme. Le dopage des mésophases en sels métalliques ou en monomères peut être réalisé aussi bien en phase aqueuse qu’en phase organique, permettant d’obtenir des nanostructures de morphologie différentes. En phase aqueuse, la synthèse conduit à la formation de matériaux mésoporeux. Ceux-ci sont d’un intérêt tout particulier pour la catalyse en raison de leur très grande surface spécifique. Le contrôle du gonflement de la mésophase permet un ajustement fin de la porosité dans la structure métallique finale. Nous avons également mis en évidence que la composition de ces nanostructures métalliques Pd/Pt poreuses peut être contrôlée. Nous avons également synthétisé des nanostructures 1D dans la phase organique, comme des nanofils de palladium ou des nanofils de polymères.

The properties (catalytic, electrical, optical or magnetic) of ultra-divided metals are different from those from bulk and are influenced by the shape and morphology of the nanomaterials. Among the techniques of nanomaterials synthesis, radiolysis is a preferred method to reduce metal ions and to induce the polymerization of monomers. A soft template made of self-assembled surfactant molecules, has been used as nanoreactor to synthesize (bi-)metallic or polymer nanostructures of controlled morphology. Surfactants can form, under certain conditions, quaternary hexagonal mesophases, which can be inflated continuously over a wide range. Mesophases can be doped with metal salts or monomers, in aqueous phase or in organic phase, to obtain different nanostructures morphology. In aqueous phase, the synthesis leads to the formation of mesoporous materials. These are of particular interest for catalysis due to their large surface area. The control of the mesophase swelling allows a fine adjustment of the porosity in the final metal structure. We also demonstrated that the composition of porous bimetallic nanostructures Pd / Pt can be controlled. We also synthesized 1D nanostructures in the organic phase, such as metal (palladium) or polymer nanowires.