Une ouverture pour synthétiser de nouveaux composés lamellaires
Publié par Redbran le 31/10/2018 à 12:00
Source: CNRS INC
Avec leurs propriétés très variées, comme la supraconductivité, les matériaux lamellaires intriguent la science. Face à des procédés de fabrication lourds et énergivores, des chercheurs de l'Institut des matériaux Jean Rouxel (IMN, CNRS/Université de Nantes) proposent des alternatives (Alternatives (titre original : Destiny Three Times) est un roman de Fritz Leiber publié en 1945.) à basse température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations...). Ils ont ainsi fait réagir du cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre pur est plutôt mou, malléable, et présente sur ses...) avec des dimères de soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numéro atomique 16.) pour former des feuillets à base de cuivre. Ces travaux, publiés dans Angewandte Chemie, ouvrent la voie à la synthèse de nombreux composés lamellaires aux propriétés électroniques remarquables, comme des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) à la fois conducteurs et transparents.


Schéma de principe de l'insertion topochimique du cuivre dans un composé possédant des dimères de chalcogène pour produire des feuillets étendus CuQ.
© Laurent Cario

Depuis la découverte de supraconductivité (La supraconductivité est un phénomène survenant dans certains matériaux dits supraconducteurs. Il est caractérisé par l'absence de résistance électrique et l'annulation du champ...) haute température dans certains composés lamellaires de métaux de transition, ces composés sont intensément étudiés pour leurs propriétés électriques et magnétiques non conventionnelles. Certains matériaux combinent par exemple conductivité et transparence (Un matériau ou un objet est qualifié de transparent lorsqu'il se laisse traverser par la lumière. Cette notion dépend de la longueur d'onde de la...), et sont très prisés pour la fabrication d'écrans tactiles. Leur synthèse nécessite cependant des réactions à très hautes températures et avec de nombreux précurseurs (cuivre, soufre, baryum, fluor (Le fluor est un élément chimique de symbole F et de numéro atomique 9. Il s'agit du premier élément de la famille des halogènes, de masse atomique 19.), etc.), ce qui pousse (Pousse est le nom donné à une course automobile illégale à la Réunion.) au développement d'alternatives.

Des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) des matériaux Jean Rouxel , (INM,CNRS/Université de Nantes (L’université de Nantes est une université française située à Nantes. Elle a été créée sous sa forme actuelle par un décret du 29 décembre...)) ont ainsi obtenu des feuillets chalcogénures contenant du cuivre à basse température. Ils ont inséré du cuivre dans des feuillets composés de paires d'atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une...) de soufre, sans passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) par des réactions chimiques classiques. Ce procédé, dit d'intercalation topotactique, est réversible et suggère que de nombreux métaux de transition (famille du cuivre, de l'or, de l'argent (L’argent ou argent métal est un élément chimique de symbole Ag — du latin Argentum — et de numéro atomique 47.), du titane (Le titane est un élément chimique métallique de symbole Ti et de numéro atomique 22.), etc.) peuvent former des composés lamellaires grâce à des chalcogènes (famille du soufre, de l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.), du sélénium, etc.). Avec ces précurseurs abondants, cette stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :) de synthèse originale devrait faire naître de nouveaux chalcogénures lamellaires de métaux de transition, dont certains pourraient disposer de propriétés électroniques remarquables comme de la supraconductivité.

Référence publication:
Dr. Shunsuke Sasaki, Dr. Dalel Driss, Elodie Grange, Dr. Jean‐Yves Mevellec, Dr. Maria Teresa Caldes, Dr. Catherine Guillot‐Deudon, Dr. Sylvian Cadars, Dr. Benoît Corraze, Dr. Etienne Janod, Dr. Stéphane Jobic, Dr. Laurent Cario
A Topochemical Approach to Synthesize Layered Materials Based on the Redox Reactivity of Anionic Chalcogen Dimers
Angewandte Chemie International Edition – Septembre 2018
DOI:10.1002/anie.201807927

Contact chercheur:
Laurent CARIO, IMN UMR6502, Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) de Nantes
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