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Synthèse, fonctionnalisation et assemblage de nanodisques d'argent

Gestraud, Cecilia. Synthèse, fonctionnalisation et assemblage de nanodisques d'argent. PhD, Génie des Procédés et de l'Environnement, Institut National Polytechnique de Toulouse, 2019

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Abstract

Les nanoparticules d'argent, déjà largement utilisées en catalyse, optique et électronique, trouvent aujourd'hui de nouvelles applications comme l'imagerie, la photonique ou la détection chimique et biochimique. Parmi ces applications, certaines requièrent des morphologies particulières comme des bâtonnets ou des disques (films conducteurs, spectroscopie Raman exaltée) quand d'autres impliquent principalement une surface spécifique importante comme par exemple en catalyse hétérogène. Les nanoparticules métalliques anisotropes sont classiquement réalisées en deux étapes, séparant la formation des germes et la croissance de ceux-ci, afin de mieux en contrôler la morphologie mais la séparation en deux étapes rend le transfert à l'échelle industrielle délicat à cause des longues périodes d'incubation et de lavage nécessaires. Nous avons choisi de nous intéresser à la synthèse dirigée de nanoparticules anisotropes, en particulier des nanodisques d'argent, ainsi que leur assemblage, en solution et sur des surfaces. Dans nos travaux, nous avons retenu une approche permettant de réaliser les deux étapes de la formation de nanodisques d'argent dans un même milieu réactionnel. Le principe repose sur l'utilisation de deux réducteurs, l'un faible et l'autre fort, dont les cinétiques de réduction très différentes permettent le contrôle de l'anisotropie. Cette méthode est simple et permet de réduire le temps de synthèse mais nécessite un bon contrôle des différents paramètres expérimentaux. Le temps entre l'ajout des deux réducteurs détermine notamment la morphologie des objets formés. Il existe en réalité une gamme optimale pour ce temps qui dépend particulièrement de la température de la synthèse. Afin de faire varier les propriétés optiques de ces nanodisques, différentes stratégies peuvent être envisagées. Notre choix s'est tourné vers la formation d'assemblages, en solution dans un premier temps, puis sur des surfaces par des méthodes de dépôt. L'adsorption de molécules organiques bifonctionnelles peut permettre de réaliser des assemblages en solution : une des fonctions a une affinité avec l'argent et l'autre interagit avec les fonctions libres des autres nanoparticules grâce à des liaisons hydrogène ou électrostatiques par exemple. Les assemblages peuvent également être réalisés sur des surfaces. Nous nous sommes tournés vers des méthodes de dépôts originales, qui permettent des assemblages dirigés des nanodisques par voie électrostatique. Nous avons démontré que ces assemblages sont de bons candidats pour développer des substrats SERS micro-structurés.

Item Type:PhD Thesis
Uncontrolled Keywords:
Institution:Université de Toulouse > Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Laboratory name:
Research Director:
Meireles, Martine and Hallez, Yannick
Statistics:download
Deposited On:24 Feb 2020 13:37

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