Pour fabriquer des oxydes métalliques, mieux vaut traîner

Publié par Redbran le 14/01/2019 à 14:00
Des procédés chimiques bien rodés révèlent parfois des surprises. En marquant une longue pause lors de la formation d'oxydes métalliques, des chercheurs du Laboratoire de chimie de coordination (LCC, CNRS), du laboratoire Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP, CNRS/Université Toulouse Paul Sabatier) et du Centre d'élaboration des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) et d'études structurales (CEMES, CNRS) ont découvert que leur préparation liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) se gélifiait progressivement. Ce changement de consistance permet aux scientifiques de mouler et d'imprimer la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) à plusieurs échelles. Ces travaux, publiés dans la revue Chemistry of Material, simplifient la conception de matériaux à base d'oxydes métalliques.


© Christophe Mingotaud et Zhihua Zhao.
Avec l'autorisation exceptionnelle du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) pour cette interprétation de son logo
Le matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) gélifié peut être moulé ou imprimé par un tampon. Échelles: 1

Depuis plusieurs années, les nanomatériaux peuvent être élaborés à partir de composés organométalliques, qui comportent des atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) et d'un métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des...), mélangés à de simples amines ou acides gras. Deux réactions, impliquant de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) (l'hydrolyse) puis de hautes températures (la calcination), vont ensuite briser certaines liaisons chimiques afin d'obtenir un oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins...) métallique, choisi selon les propriétés visées (optiques, électriques, etc.). Des chercheurs du Laboratoire de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) de coordination (LCC, CNRS), du laboratoire Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP, CNRS/Université Toulouse Paul Sabatier) et du Centre d'élaboration des matériaux et d'études structurales (CEMES, CNRS) ont cependant constaté que, en l'absence d'hydrolyse dans la foulée du mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses...), celui-ci perdait sa nature liquide pour se gélifier en quelques heures (L'heure est une unité de mesure  :).

Ce phénomène imprévu aide à mieux manipuler les matériaux avant de les transformer en oxydes métalliques. Ils peuvent ainsi être moulés, imprimés ou mis en fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se...) au contraire d'un liquide. Une fois le résultat escompté obtenu, l'hydrolyse et la calcination aboutissent toujours à la formation d'un oxyde métallique. Les chercheurs ont principalement travaillé sur les oxydes de zinc (Le zinc (prononciation /zɛ̃k/ ou /zɛ̃ɡ/) est un élément...), d'étain et de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le...), respectivement prisés pour leurs propriétés optiques, leur utilisation pour capturer de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) et en imagerie médicale (L'imagerie médicale regroupe les moyens d'acquisition et de restitution d'images à partir...). Cette méthode permet de concevoir plus facilement des oxydes métalliques, et d'en inventer de nouveaux, à partir de toutes sortes de métaux. Très variés, ces oxydes trouvent de nombreuses applications en nanotechnologies grâce à la diversité de leurs propriétés géométriques et électroniques.

Références publication:
Zhao Zhihua, Coppel Yannick, Fitremann Juliette, Fau Pierre, Roux Clément, Lepetit Christine, Lecante Pierre, Marty Jean-Daniel, Mingotaud Christophe, Kahn Myrtil.
Mixing time between organometallic precursor and ligand: a key parameter controlling ZnO nanoparticle size and shape and processable hybrid materials
Chem. Mater. – Novembre 2018DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b04480

Contacts chercheurs:
- Christophe Mingotaud, IMRCP UMR5623, Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) Toulouse Paul Sabatier (Paul Sabatier (5 novembre 1854 à Carcassonne, France - 14 août 1941...)
- Myrtil Kahn, LCC UPR8241

[b]Source[/b]: CNRS - INC
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