Synthèse de nanoparticules à transition de spin en milieu confiné, Synthesis of spin crossover nanoparticles in confine medium

Thibaut Forestier

Description

Sous la direction de Jean-François Létard
Thèse soutenue le 02 décembre 2008: Bordeaux 1
L’objet majeur de cette étude est de contrôler la taille de nanoparticules de matériaux à transition de spin (TS), et d’étudier l’influence d’une réduction de taille sur les propriétés de commutation thermique. Plusieurs voies ont été explorées : La première stratégie basée sur la synthèse d’oligomères puis l’assemblage en unités supérieures s’est révélée difficile due à un manque de réactivité. La deuxième approche a consisté à utiliser le confinement moléculaire au sein d’une nanogouttelette pour synthétiser des oligomères de coordination de quelques nanomètres, et mettre en place une véritable “ingénierie moléculaire” en microémulsion. La dernière partie de ce travail est consacrée à la synthèse de particules à TS d’une centaine de nanomètre en milieu micellaire inverse permettant la discussion de l’influence de la taille des particules sur le comportement coopératif.
-Transition de spin
-Nanoparticules
-Milieu micellaire
-Polymère de coordination
-Coopérativité
The main aim of this following study is to control the size of spin crossover nanoparticles, and investigate the influence of size reduction on thermal switch properties. The research has been undertaken along several approaches : Firstly a strategy was developed to build higher dimensionality from synthesized oligomers which revealed difficulties relevant to reactivity. The second approach consisted of using the molecular containment in a nanodrop to synthesize nanometric coordination oligomers and establish a real “molecular engineering” in microemulsion. The last part of this work is devoted to the synthesis of particles with spin crossover property as big as 100 nm in reverse micellar medium allowing the discussion of the interplay of their size with respect to the cooperative behaviour.
-Spin crossover
-Nanoparticles
-Micellar Medium
-Polymer of chemistry
-Cooperativity
Source: http://www.theses.fr/2008BOR13679/document

Sujets

• Nanoparticule

Informations

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Extrait

N° d’ordre : 3679


THÈSE

PRÉSENTÉE À

L’UNIVERSITÉ BORDEAUX I

ÉCOLE DOCTORALE DES SCIENCES CHIMIQUES

Par Thibaut FORESTIER

POUR OBTENIR LE GRADE DE

DOCTEUR
SPÉCIALITÉ : Physico-chimie de la matière condensée

Synthèse de nanoparticules à transition de spin
en milieu confiné



Soutenue le : 2 décembre 2008

Devant la commission d’examen formée de :

M. T. MALLAH Professeur Université Paris Sud XI Rapporteurs
M. C. MINGOTAUD Directeur de Recherche Université Paul Sabatier
M. C. DELMAS Directeur de Recherche ICMCB-CNRS Examinateurs
Mme. M. BURON Maître de Conférence Université de Rennes I
M. J.-L. POZZO Professeur Université Bordeaux I J.-F. LETARD Directeur de Recherche ICMCB-CNRS


- 2008 -



























































“The real power of nanoscience is the convergence of
sciences that can be integrated on the molecular field and results
† in an area of research and development that is truly multidisciplinary”.

† a) A. S. Milev, G. S. K. Kannangara, M. A. Wilson, Encyclopedia of Chemical Technology – Chapt 22
ièmeNanotechnology; 5 ed.; A. Wiley - Interscience Publication, 2005; Vol. 17. 44-45. b) M. C. Roco, Current
Opinion in Biotechnology 2003, 14, 337. C’est avec la larme à l’œil que je plonge ma plume dans l’encrier pour tenter de
remercier à sa juste valeur bon nombre de scientifiques, de personnes attentionnées, d’amis.
C’est réellement un exercice délicat que de retranscrire au mieux, les émotions, les moments
partagés, sans les dénaturer. Imprégné par un mélange de mélancolie et de satisfaction, ce
manuscrit est l’aboutissement de 3 années de travail réalisées au sein du groupe des Sciences
Moléculaires Matériaux Photo- Piézo- et Thermochrome (groupe 6) à l’Institut de Chimie de
la Matière condensée de Bordeaux. Tout d’abord, je voudrais remercier l’ensemble des
membres du jury qui ont évalué ce travail, et particulièrement :
Claude Delmas (Directeur de recherche ICMCB-CNRS), à double titre : pour avoir
accepté de présider ce jury et également pour m’avoir accueilli au sein de l’institut.
Talal Mallah (Professeur à l’Université Paris Sud XI) et Christophe Mingotaud
(Directeur de recherche à l’université Paul Sabatier) mes deux rapporteurs de thèse. Merci
M. Mallah pour votre intérêt porté sur mes travaux de recherche sur le contrôle de taille
d’architecture inorganique, mais également pour vos observations avisées sur la propriété de
transition de spin intimement liée aux domaines de spin. J’ai eu également le bénéfice d’un
autre angle de vue sur mes travaux de thèse avec la contribution de M. Mingotaud. Merci pour
votre apport scientifique sur le milieu micellaire ainsi que sur le monde des nanomatériaux,
tout à votre image : « dynamique ».
Je tiens également à remercier mes deux examinateurs de thèse : Marylise Buron
(Maître de Conférence à l’Université de Rennes I) et Jean-Luc Pozzo (Professeur à
l’Université Bordeaux I). Vos horizons scientifiques sont étroitement liés à mes travaux de
recherche, mais ils sont surtout complémentaires : propriétés optiques et photo-induites des
matériaux à TS, nanostructures organiques photoadressables. Merci pour votre enthousiasme,
ainsi que pour vos remarques pertinentes.

Au cours de ce projet de recherche, j’ai pu rencontrer et apprécier de nombreuses
personnes. Je tiens également à souligner leur humanisme, à ce titre j’aimerais remercier les
membres du groupe des Sciences Moléculaires, de l’Institut, et les personnes que j’ai pu
côtoyer hors Institut (LCPO, LCTS, CRPP…) :
Avant tout, j’aimerais exprimer ma reconnaissance envers mon directeur de thèse,
M. Jean-François Létard (Directeur de recherche ICMCB-CNRS) : « Nous étions deux au
début de ma thèse dans cette soit disante "galère", j’espère l’avoir fait voguer au mieux. Merci
Jeff, merci pour m’avoir transmis une partie de ton savoir faire, merci pour ton dynamisme et
tes nombreux conseils, merci simplement de m’avoir appris le métier de chercheur. J’ai pu à tes côtés apprendre à valoriser mes travaux, affermir ma démarche scientifique et appréhender
le monde de la recherche. J’espère tout simplement en avoir retenu le maximum ».
Que serait cette thèse également sans la contribution de Mme Nathalie Daro. Merci
pour ta diplomatie, ta sympathie et tes connaissances en synthèse. Merci pour ton sourire et
tes conseils avisés. Ne pleure pas Nat, « Sigma Aldrich » t’appellera un de ces jours pour
donner de ses nouvelles : bons de commande, factures impayées, promotions du mois…

Bénéficiant d’un cadre idéal pour réaliser de la recherche, j’ai pu m’enrichir auprès de
nombreux chercheurs, je pense à Stéphane Mornet (ICMCB) en synthèse de matériaux
hybrides, à Eric Freysz (CPMOH) en optique des matériaux à TS. Je tiens également à
remercier Gilles Pauliat, Carole Arnaud et Mireille Cuniot-Ponsard pour leur accueil au
LCFIO et leur discussion autour de la microscopie AFM. Au cours de cette thèse j’ai eu la
chance de travailler 3 semaines au département de Physique à Kyoto dans le groupe du
Pr. Koichiro Tanaka. Je tiens à remercier l’hospitalité du professeur, ainsi que celle des
différents étudiants et enseignants du groupe. Merci Messieurs : Taishi Nishihara (Sir
« Eto »), Shin-ichiro Mouri, Yujiro Hayashi…
Je voudrais remercier Stéphane Toulin, non pas pour ses pronostiques déconcertants,
mais pour son interaction avec l’ensemble des groupes de l’institut. Sa bonne humeur et son
efficacité à dénicher les références bibliographiques m’ont été d’une aide précieuse.
Comment pourrais-je oublier également M. Michel Martineau (CREMEM) ? De
longues séances de MET mais que du bonheur : salle inondée, chambre noire pour clichés
MET, discussion rugby & fistons… Un véritable bol d’air pur.

Je voudrais souligner les qualités humaines et scientifiques du groupe et son interface
pluridisciplinaire. Je tiens à remercier Philippe Guionneau pour ces discussions dans le
domaine de la cristallographie et celui des domaines de spin, Samir Matar en modélisation
moléculaire, Patrick Rosa en synthèse organique et en débats sportifs, Corinne Mathonière,
Cédric Desplanches et Olivier Nguyen (Olive je ne t’ai pas oublié cette fois-ci !).

Les réunions sont la base de la bonne évolution d’un projet, elles permettent de fixer
les choses et d’avancer, comme un déplacement stratégique d’une pièce sur un échiquier. A ce
titre je souhaiterais remercier Chérif Balde le stratège « Qu’est-ce qu’il fait le Ché ! »,
Rémy Le Bris l’éclaireur « Le Rém de chez Rém ! », et Frédéric Le Gac l’imprévisible
« Qu’est-ce que je vais bien pouvoir faire la dessus, hem ! » Je voudrais également remercier les différents étudiants que j’ai pu rencontrer pendant
ces trois années de thèse : Adel Al Alam (merci pour ces longues discussions philosophiques,
merci pour ta générosité, ne change surtout pas), Abdellah Kaiba (Prési), Dalila Marsafa
(Belle gosse), Lara Kabalan, Mehdi Zeggar, Sylvain Pinot (Technicos), Damien
Vancauwenberg (Bibidu), Cindy Mauriac, Guillaume Blanchot (Nodiguidi), Iven
Cheenacunnan, Julie Paillat, Julien Dexmier
(PtitDex), Céline Etrillard, Mickael Nicoletti,
Abdelaziz Ait Bengrir.

IlIlIl   fafafaututut   
papaparfrfrfoooiiisss   savoirsavoirsavoir    J’aimerai également remercier mon ptit Sou et
sauter dans 
l’inconnu! mon ptit Geo pour leur enthousiasme et ses moments
partagés. Bisous les Julies.

La vie est souvent semée d’embûches, des
petits cailloux dans la bottine qui vous empêchent de
continuer, de progresser. Il faut parfois savoir sauter dans l’inconnu, mais avec des harnais
bien solides c’est toujours plus facile ! Je voudrai remercier, donc, toute ma famille et mes
amis qui ont su, à