Les nanopoudres, agglomérats de nanoparticules ou nanoclusters ultrafins, sont d’un grand intérêt scientifique car ils sont un pont entre les matériaux volumiques et les structures atomiques ou moléculaires. Diverses techniques de préparation telles que la combustion métallique, la synthèse chimique en phase vapeur ou le procédé sol-gel sont utilisées dans notre laboratoire afin de fabriquer des échantillons de nanopoudres avec des propriétés relativement uniformes. Leur caractérisation est réalisée via des études spectroscopiques qui visent à l’identification des sites de surface en fonction de leur structure électronique et géométrique. Cela permet d’élucider leur rôle dans divers processus allant de la chimie des surfaces hétérogènes aux applications optiques et électroniques.
Dans notre groupe, il y a trois grandes orientations en ce qui concerne les études sur les nanopoudres :
- Les oxydes de métaux purs (ex : MgO, ZnO) : obtenir des nanopoudres à forte surface spécifique et maîtriser l’abondance et la nature des sites réactifs sous-coordonnés (marches, coins) au travers des conditions opératoires de synthèse,
- Oxydes de métaux mixtes (ex : MgxZn1-xO) : obtenir des nanomatériaux avec de nouvelles propriétés optiques, catalytique, antibactériennes,
- Nanoparticules de métaux nobles supportées (Ag/MgO, Au/MgO) : étudier les relations epitaxiales et les formes d’équilibres des nanoparticules sur des surfaces complexes.
Figure : Panel de morphologies de nanopoudres synthétisées au laboratoire.
La caractérisation comprend habituellement une combinaison d’une des trois techniques suivantes :
- Spectroscopie FTIR en mode transmission pour l’analyse des sites de surface avec des molécules sonde (H2, CO, H2O) dans une gamme de pression de 10-7 à 103 Pa,
- Spectroscopie de photoluminescence, les processus induits par la lumière se produisant sur les sites de surface,
- Microscopie électronique à transmission (MET) pour la morphologie.
Légende : Boite à gants « fait-maison » pour la synthèse de nanopoudres par combustion en atmosphère contrôlée. © INSP
Contacts
- Stéphane Chenot : stephane.chenot(at)insp.jussieu.fr
- Slavica Stankic : slavica.stankic(at)insp.jussieu.fr
