PROPOSITION D’UN SUJET DE THESE DANS LE CADRE

Perrin Christiane

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• Publié par: Enyo
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• Langue: Français

Extrait

SUJET DE THESE POUR UNE DEMANDE DE BOURSE MENRT:

‘Clusters d’éléments de transition : des solides inorganiques aux nanomatériaux hybrides’.

Direction

: S. Cordier ;

Encadrement

: S. Cordier, Y. Molard, C. Perrin.

Conjointement à l’émergence des nano-sciences et des nano-technologies, un nouveau

thème de recherche est développé dans l’équipe ‘Chimie du Solide et Matériaux’ de l’UMR

6226 concernant l’‘Elaboration par chimie douce de nanomatériaux à clusters d’éléments de

transition’. Cette thématique a été vivement encouragée par le comité d’évaluation CNRS lors

de l’audit du LCSIM en vue de la contractualisation 2004-2007. Elle a également été soutenue

par l’Université de Rennes1 d’une part, par le recrutement d’un nouveau maître de

conférences (Yann Molard) et financièrement d’autre part par l’attribution d’un BQR et de

l’équipement d’un laboratoire dédié à la synthèse de composés hybrides.

Les propriétés macroscopiques variées des matériaux à clusters métalliques synthétisés

à l’état solide (supraconductivité, magnétisme, catalyse, matériaux d’électrode….) font l’objet

de multiples travaux à travers le monde depuis plusieurs décennies en raison de leurs

potentialités d’application. Ces propriétés macroscopiques résultent de l’interaction entre les

propriétés intrinsèques (magnétiques, optiques et redox) de chaque cluster qui sont fonction

de sa géométrie, du métal qui le constitue (Mo, W, Nb, Ta, Re) et des ligands auxquels il est

lié. Ces propriétés intrinsèques sont la conséquence de la délocalisation des électrons de

valence sur tous les centres métalliques qui constituent le cluster. La mise en solution des

motifs anioniques (M

6

L

i

8

L

a

6

ou M

6

L

i

12

L

a

6

; L = halogène ou/et chalcogène) à clusters

octaédriques élaborés à l’état solide permet le greffage sur le cluster de ligands, organiques ou

hybrides organiques/inorganiques, instables dans les conditions initiales de synthèse du

cluster. Les six ligands terminaux L

a

qui complètent la sphère de coordination du coeur M

6

L

i

8

(ou M

6

L

i

12

) sont très labiles et peuvent être substitués par des entités organiques coordinantes.

L’association de clusters avec des ligands fonctionnalisés est un domaine de recherche

encore peu exploré qui devrait permettre d’accéder à des systèmes nanostructurés aux

propriétés optiques, électriques, magnétiques et catalytiques spécifiques utilisables en

nanotechnologie. Le sujet de thèse que nous proposons consistera dans un premier temps à

synthétiser à l’état solide des composés inorganiques à motifs M

6

L

i

8

L

a

6

ou M

6

L

i

12

L

a

6

. Dans un

second temps, les composés obtenus seront mis en solution pour séparer les motifs dans des

matrices organiques. Enfin, les ligands terminaux du cluster métallique seront substitués par

des ligands fonctionnels. Des nanoassemblages supramoléculaires fonctionnels (briques

moléculaires), utilisables pour l’élaboration de nanomatériaux, seront ainsi obtenus. Le travail

de thèse peut se décliner en trois étapes :

-

1/

Synthèses

et

études

de

nanoassemblages

supramoléculaires

fonctionnels

(nanobriques) originaux par greffage sur les nanoclusters de ligands organiques ou

organométalliques à propriétés spécifiques.

- 2/

Utilisation des nanobriques fonctionnelles dans l’élaboration de nanomatériaux

: (

i

)

matériaux adaptatifs associant plusieurs propriétés (ex : conduction + magnétisme), (

ii

)

préparation de nanocomposites hybrides (à partir de nanobriques de type cluster + ligands

polymérisables ou utilisables dans des mécanismes de réaction sols-gels), (

iii

) nanomatériaux

dynamiques (

iv

) greffage sur des particules et surfaces d’or, ou à la périphérie de colloïdes.

- 3/

Etude de propriétés physiques originales

, par exemple : (

i

) propriétés optiques, en

particulier luminescentes, mettant en jeu les interactions entre centres de différente nature

(clusters avec ions terre rare ou ligands fonctionnels…), (

ii

) conception de dispositifs d’étude

des nano-objets sur surface de silicium.

Ce travail mettra en jeu des collaborations en cours au niveau local ((S. Golhen

‘

Organométalliques et Matériaux Moléculaires

’ ; B. Fabre ‘

Matière Condensée et Systèmes Electroactifs

’ ; Régis

Gautier ‘

Chimie théorique

’) ainsi qu’au niveau national (D . Astruc, Bordeaux) et international

(A. Simon, Stuttgart ; N. G. Naumov, Novossibirsk ; A. Shames, Beer Sheva)).