M1 Nanosciences

Laurent

Description

Niveau: Supérieur, Master, Bac+4
104/03/2008 M1-Nanosciences Chimie Moléculaire pour Les nanosciences Reference: « Nanochemistry » G. Ozin, A. Arsenault, (Univ. Toronto) Royal Society of Chemistry, 2006

• ion-dipole


• pompe moléculaire


• bio-mineralisation - réaction chimique


• règles d'assemblages - liaisons chimique


• gabarit organique


• hydrogen bonding - pi- pi

Informations

• Publié par: larec
• Publié le: 01 mars 2008
• Nombre de lectures: 30
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

ChimieMoléculairepour Les nanosciences

04/03/2008

Reference: « Nanochemistry » G. Ozin, A. Arsenault, (Univ. Toronto) Royal Society of Chemistry, 2006

M1-Nanosciences

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Préparationdenanomateriaux

Matériau "macroscopique"

Élémentsà (composants

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assembler moléculaire)

?

“Top-down” Voie descendante Lithographie, déposition,…

Auto-assemblag

nosciences

Chimie Supramoleculaire

“Bottom-up” Voie ascendante

2

Notiondegabarit

• Elements à assembler • Règles d’assemblages - Liaisons chimique (règle locale, position, angle) - Hydrogen bonding - π-πStacking interactions - Electrostactic interactions (ion-ion, ion-dipole, dipole- dipole) - Van der Walls forces - Hydrophobic/solvatophobi c interactions - Coordination bonds (Metal- Règle locale: en général pas un réseau de bravais donor bonds)

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M1-Nanosciences

3

Lanature montrel’exemple

Radiolarian microsquelette

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M1-Nanosciences

• -

-

Bio-mineralisation Réaction chimique du calcium avec des carbonates et phosphates en solution organique Structure organisée (morphogénèse induite par une règle locale d’assemblage)

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Fabrication deZéoliteà partir de gabarit organique

Zeolite: aluminosilicate se forment autour d’un gabarit organique, qui peut être dissous par un solvant Laissant un matériau « mésoporeux »

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Des molécules telle le paraxylène (linéaire) peut diffuser au travers des pores, alors le meta-xylène (un peu plus gros) ne peut pas passer: filtre moléculaire

Un matériau mésoporeux offre une grande surface d’adsorption: pompe moléculaire

5

Biominéralisation/biomimétisme

Chiton (molusque marin)

Chiton radula Fe 0 2 3 biominéralisé

Biomineralisation: Calcium carbonates, Phosphates, oxalates, silicates, oxides de fer +proteines et amino-acides qui assure la morphogénèse Controle de la forme de matériaux inorganiques par des matériaux biologiques

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•

Biomimétisme: exploiter la biomineralisation pour synthétiser de nouveaux matériaux et controler leur propriétés: exemple dents de rats (céramiques “tissée”)

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Matériaux biomimétiques

Exemples: Structures mesoporeuses synthétiques

Fonctionnel: moteurs moléculaires

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Morphogénèse:synthèsede coquillages

Synthèse à partir de cristaux liquides inorganiques polimerisation sur gabarits d’aluminosilicates

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Coquillages: formes incompatibles avec les réseaux de bravais

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Assemblages bidimensionnels

Films de langmuir Blodgett

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Materiaux

«

bydesign

Terminaisons: liaisons chimiques (constructions de couches multiples)

»

Insertion de terminaisons inorganiques Zirconim diphosphates

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SAM (self-assembledmaterials)

Exemple: alkanethiols sur l’or ou l’argent

Utilisation de lithographie douce (PDMS+ nanoimpression)

Gouttes d’eau carrée:

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