[News] L’instabilité des nanoparticules

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Isabelle
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[News] L’instabilité des nanoparticules

Message par Isabelle » 10/01/2017 - 12:00:27

Plonger au cœur des nanoparticules d’oxydes et comprendre leur instabilité.

L’utilisation de nanoparticules d’oxydes dans des dispositifs peut engendrer des altérations structurales qui réduisent leurs performances. Pouvoir sonder les mouvements des atomes constitutifs de ces nanoparticules reste un enjeu pour comprendre et optimiser leur stabilité. En utilisant la RMN du solide de l’oxygène, des chercheurs du Laboratoire de chimie de coordination (CNRS) ont mis en évidence des échanges d’atomes d’oxygène jusqu’au cœur de nanoparticules d'oxydes métalliques. Ce qui améliorerait efficacement leur stabilité… Travail publié dans le J. Am. Chem. Soc.

La stabilité des propriétés des nanoparticules est un point clé pour leur utilisation. En effet, celles-ci sont souvent modifiées par des altérations structurales ou chimiques induites par les conditions de fonctionnement des dispositifs dans lesquels elles sont insérées (nano-électronique par exemple) et leur environnement. Ces modifications structurales sont souvent des réorganisations d’atomes de surface, mais des mouvements d’atomes plus profonds peuvent également être envisagés. Pouvoir sonder les mouvements des atomes constitutifs des nanoparticules représente donc un enjeu de taille pour comprendre et améliorer leur stabilité.

En utilisant la RMN du solide de l’oxygène, des chercheurs du Laboratoire de chimie de coordination ont mis en évidence pour la première fois, que des nanocristaux d'oxydes métalliques tel que l’oxyde de zinc pouvaient échanger, de façon réversible, des atomes d’oxygène jusqu’au cœur de la nanoparticule. Ces échanges provoquent des transformations structurales qui modifient les propriétés des nanoparticules. Ces études ont également permis de constater expérimentalement le caractère « vivant » de ces nano-objets, mettant en évidence la dynamique des différents types d’oxygènes qui composent la nanoparticule.

La compréhension de ces phénomènes de migration d’atomes d’oxygène, liés à la présence de défauts dans les nanocristaux tels que des vacances d’oxygène, a permis aux chercheurs de proposer un traitement efficace afin d’améliorer la stabilité des propriétés des nanoparticules d’oxydes métalliques.

Plus généralement, cette approche nouvelle ouvre de nombreuses perspectives de recherche associées à l’utilisation de la spectroscopie RMN à l’état solide en nanosciences.

Référence publication:
Yohan Champouret, Yannick Coppel & Myrtil L. Kahn
Evidence for core oxygen dynamics and exchange in metal oxide nanocrystals from in situ 17O MAS-NMR
J. Am. Chem. Soc. 24 novembre 2016
DOI 10.1021/jacs.6b08769

Contact chercheur:
Myrtil Kahn, Laboratoire de chimie de coordination - Toulouse

Source: CNRS-INC

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