Auto-assemblage de nanoparticules Janus
Auteur / Autrice : | Nicolò Castro |
Direction : | Patrick Davidson, Benjamin Abecassis |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique |
Date : | Soutenance le 05/12/2016 |
Etablissement(s) : | Université Paris-Saclay (ComUE) |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de Physique des Solides |
établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019) | |
Jury : | Président / Présidente : Giuseppe Foffi |
Examinateurs / Examinatrices : Patrick Davidson, Benjamin Abecassis, Giuseppe Foffi, Bertrand Donnio, Michel Goldmann, Élodie Bourgeat-Lami | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Bertrand Donnio, Michel Goldmann |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
L’expression "Nanoparticules Janus" est utilisée pour se référer aux nanoparticules colloïdales faites de deux moitiés qui présent deux propriétés physiques et/ou chimiques différentes. Au cours des dernières années, plusieurs études théoriques ont été publiées sur les possibilités d’auto-assemblage offertes par ces particules (en particulier par Sciortino, F. et al.), mais peu de travail expérimental a été fait sur ce sujet. Les études théoriques suggèrent que beaucoup de comportements intéressants apparaissent quand la taille des particules s’approche de la portée d’interaction des forces en jeu (des dizaines de nanomètres dans le cas des forces de Van der Waals et des forces hydrophobes). Dans ce manuscrit, nous montrons la formation d’agrégats des hétérodimères de Au–SiO₂ d’une taille inférieure à 100nm. L’auto-assemblage a été déclenché par un échange du ligand hydrophile sur la surface de l’or par un ligand hydrophobe induisant une interaction attractive. L’assemblage a été suivi par spectroscopie d’absorption résolue dans le temps et diffusion des rayons X aux petits angles. Nous avons constaté que les thiols les plus courts ont une période d’induction plus longue et forcent les particules à se rapprocher davantage, comparé à des thiols avec des chaînes plus longues. Nous étudions également un second système : des nanoplaquettes de CdSe. Celles-ci sont des objets quasi-2D en matériau semiconducteur avec des propriétés optiques uniques. Ces propriétés résultant de leur taille réduite dans une dimension. Du fait de leur nouveauté et de leur particularité, leur nucléation et le remarquable mécanisme de croissance de ces particules sont toujours étudiés. Ainsi nous avons suivi leur synthèse par SAXS et WAXS in situ, afin d’obtenir des informations en ce qui concerne ces deux étapes, et notamment d’étudier la déformation de certains de ces systèmes sous forme de feuillets enroulés de CdSe. Les nanoplaquettes de CdSe ont été aussi utilisés pour créer des structures hybrides CdSe–Au. La combinaison de ces deux matériaux a déjà montré des effets uniques, comme une meilleure efficacité catalytique et, combiné avec la dimension réduite et le contrôle des plaquettes, pourrait aboutir à des caractéristiques encore plus intéressantes. Nous proposons une méthode de synthèse qui aboutit à la formation de petites sphères d’or sur les coins des plaquettes. Nous montrons que la taille des sphères dépend de la quantité de précurseur utilisée, et des images de microscopie électronique à haute résolution mettent en évidence la structure cristalline des deux matériaux.