Membres
- Permanent : Michel Goldmann
- Doctorant : Guillaume Diot
Le graphène et les liquides ioniques sont intensivement étudiés, respectivement comme électrolyte et comme matériaux d’électrode, pour le développement de supercondensateurs. Dans ce cadre, la caractérisation entre les deux espèces est essentielle. Nous avons réalisé ce type d’interfaces par la procédure du film de Langmuir et les avons caractérisées à différentes échelles. Nous avons étudié des films formés par différents liquides ioniques, par de l’oxyde de graphène et enfin par un mélange des deux espèces. L’étude sur les liquides ioniques purs met en évidence le rôle du cation sur l’organisation du film à l’interface air-eau, aussi bien pour la monocouche que pour la phase tridimensionnelle. De plus, nous avons montré que les films d’oxyde de graphène pur sont composés d’une bicouche de feuilles à l’interface, même à faible densité de surface. Enfin, concernant le film mixte, nous avons observé une ségrégation verticale des espèces pour des pressions de surface suffisamment élevées. Le film est formé d’une première couche en contact avec la surface de l’eau et composée de molécules de liquide ionique majoritairement verticales, sur laquelle se superpose une seconde couche composée de feuilles d’oxyde de graphène. À des taux de compression plus élevés, les molécules de liquide ionique « grimpent » sur les feuilles d’oxyde de graphène mais sont principalement parallèles à l’interface.
Légende : Représentation chimique des feuilles de GO à l’interface air-eau. A gauche, lien entre les feuilles de GO. A droite, orientation relative des feuilles de GO pendant la compression (région (i), région (ii) et région (iii)).
Légende : Représentations schématiques des configurations du liquide ionique et de la pile d’oxyde de graphène à P = 11mN.m-1.
Collaborations
- P. Fontaine (Synchrotron SOLEIL, Gif/Yvette France)
- François Muller (ECE Paris, France )
- E. Filipe (Instituto Superior Tecnico- Lisbon Portugal)
Thèses soutenues
- Nathalie Bonatout “Study of Langmuir films of graphene oxide, ionic liquids and mixed systems”. Defense: November 2017
- Helen Ibrahim, “Study of [C20mim]+[NTf2]- ionic liquid Langmuir films mixed with graphene oxide sheets or deposited on aqueous gold ions subphases and irradiated by grazing incidence X-rays”. Defense: November 2020
Publications
- Eduardo. J. M. Filipe, Pedro Morgado, Miguel Teixeira, Karina Shimizu, Nathalie Bonatout, et al.. Crystalline-like structures and multilayering in Langmuir films of ionic liquids at the air–water interface. Chemical Communications, Royal Society of Chemistry, 2016, 52 (32), pp.5585-5588. ⟨10.1039/c6cc01368f⟩. ⟨hal-01314512⟩
- Nathalie Bonatout, François Muller, Philippe Fontaine, Ignacio Gascon, Oleg Konovalov, et al.. How exfoliated graphene oxide nanosheets organize at the water interface: evidence for a spontaneous bilayer self-assembly. Nanoscale, Royal Society of Chemistry, 2017, 9 (34), pp.12543-12548. ⟨10.1039/C7NR03403B⟩. ⟨hal-01586796⟩
- Abhijeet Ojha, Helen Ibrahim, Natalia Alyabyeva, Remi Lazzari, Michel Goldmann, et al.. Nanosheet size-dependent rheology, microstructure, adsorption properties of graphene oxide-electrolyte dispersions and adsorbents. Synthetic Metals, Elsevier, 2020, 269, pp.116494. ⟨10.1016/j.synthmet.2020.116494⟩. ⟨hal-02995172⟩
